[发明专利]基于复杂网络分析灾害天气对列车开行影响的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及属于高速列车开行方案评估技术领域，尤其涉及一种基于复杂网络分析灾害天气对列车开行影响的方法及系统。

背景技术

随着高速铁路的投入使用，铁路列车的开行方案越来越受到重视。开行方案的执行往往受到恶劣天气的影响。如何分析恶劣天气对旅客列车造成的影响，以往的分析方法往往是定性的，缺乏定量的分析结果。

列车开行方案的重要的衡量指标是旅客的换乘次数。换乘次数增多多，旅客的总的旅行时间就会增加，旅客的满意度就会降低，相反，换乘次数减少，旅客的总旅行时间就会减少。所以可以从计算旅客换乘次数的变化来分析恶劣天气对旅客列车开行方案的影响。

复杂网络理论是近年来学术界研究的热点。许多分析复杂网络的方法已经越来越多地应用到许多技术领域。已经有学者证明，由旅客列车开行方案转化成的车流网络是一种复杂网络，所以，可以用复杂网络的相关的指标分析来分析车流网络，进而分析旅客列车开行方案。

全路旅客列车车流(以下简称车流)网络中节点是全路有客运作业的所有车站；如果两站之间有同一列车停站作业，那么这两个车站之间的连线就是网络中的边。根据2009年7月份铁道部公布的最新全路旅客列车时刻表，全路具有客运服务的车站有3361个。共有2334列车。这个由车站节点和车流边组成的复杂网络中具有330273条边。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于复杂网络分析灾害天气对列车开行影响的方法及系统，基于本发明，能够计算灾害天气对铁路旅客列车开行方案的影响程度，为开行方案的调整提供决策依据。

本发明公开了一种基于复杂网络理论分析灾害天气对列车开行影响的方法，所述方法包括如下步骤：车流网络的特征参数获取步骤，将列车开行方案转化为车流网络，计算所述车流网络的特征参数；新的车流网络的特征参数获取步骤，将所述车流网络中由于灾害天气的出现而失效的边删除，确定新的车流网络，并计算所述新的车流网络的特征参数；分析步骤，将所述车流网络的特征参数与所述新的车流网络的特征参数进行比较，分析灾害天气对所述车流网络的影响程度，进而确定灾害天气对列车开行方案的影响。

上述分析灾害天气对列车开行影响的方法，优选所述车流网络、所述新的车流网络的特征参数包括：网络平均路径长度和网络聚类系数。

上述分析灾害天气对列车开行影响的方法，优选所述网络平均路径长度依据下式确定：

L=112N(N-1)Σi≤jdij]]>

其中，L表示网络平均路径长度；N为自然数，表示网络中节点的总数；i、j为自然数，d_ij表示网络中两个节点i和j之间的距离，所述距离依据连接i节点和j节点的最短路径上的边数确定。

上述分析灾害天气对列车开行影响的方法，优选所述网络聚类系数依据下式确定：

C=Σi=1NCi/N,]]>

C_i＝2E_i/(k_i(k_i-1)/2)；

其中，C表示网络聚类系数；C_i表示网络中第i个节点的聚类系数；k_i网络中与节点i相连的边的个数；E_i表示与节点i相邻的k_i个邻居节点之间实际存在的边数之和。