[发明专利]铁路网络大规模中断下的列车调整方法

说明书

本发明涉及铁路网络大规模中断下的列车调整方法，该方法包括：建立基于时空网络的模型；求解基于时空网络的模型得到最优的列车出行路径；根据最优的列车出行路径确定列车调整方法；建立基于时空网络的模型包括：构建时空网络；定义决策变量；制定约束条件和构建目标函数；求解基于时空网络的模型包括：嵌入动态约束生成技术的拉格朗日松弛的求解算法。本申请实施例中借助时空网络的建模方式，将不同的列车看作不同的优化单元，在考虑铁路网络中各线路车站能力约束的前提下，在时空网络中确定最优的列车出行路径，可减少中断带来的影响，减少乘客总延误，保障铁路系统的服务水平；并且基于拉格朗日松弛的求解算法，可快速获得质量较高的解。

技术领域

本发明涉及铁路运输组织技术领域，具体涉及铁路网络大规模中断下的 列车调整方法。

背景技术

目前，铁路调度指挥系统在铁路列车组织中占有重要地位。完备 的铁路调度系统不仅可以充分利用铁路系统资源，而且可以为旅客提 供更高质量的服务。在正常情况下，我国先进的调度系统可以保障列 车按照设定运行图安全、高效的运行。然而，在铁路系统的实际运营 中，由于一些内在或外在的因素，如恶劣的天气条件、铁路基础设施 故障、列车故障等，可能会导致线路发生中断从而使得原有的列车运 行图将无法正常实施。频发的铁路系统事故警示着我们加强铁路运营 安全保障，并同时根据故障现场状况快速处理中断情况，恢复列车正 常运营，对于减少旅客的不满，保障铁路系统的服务水平至关重要。

一般来讲，在如少数几列车发生轻微晚点的微干扰条件下，我国先进的 调度系统可以实现快速自动调整，保证列车的正常运行。然而，在铁路系统 受到内部或外部因素严重干扰条件下，导致铁路网络的很大一部分长时间(超过3小时)瘫痪时，将会有大量列车偏离原运行图。在大规模中断条件 下，调度系统已不能进行有效的自动调整，此时，要求调度员必须快速调整 原列车运行图，以减少中断对整个铁路系统的影响，保证列车运行安全。在 当今网络化运营条件下，各线路间的联系密切，单一线路的独立的调整方法 己无法达到系统最优的调整需求。此时，还要求调度员必须充分考虑整合铁 路网络中的资源，以快速调整列车运行，在保证列车运营安全的前提下尽可 能减少中断对旅客出行的影响，是一项十分艰巨的任务。

目前在铁路网络受到严重干扰条件下，考虑中断对旅客出行的影响，实 现列车运行的快速调整还缺乏研究。

发明内容

本发明提供的铁路网络大规模中断下的列车调整方法，能够解决考虑铁 路网络中某部分发生大规模中断时，常规的变更列车到/发时间和列车发车次 序的调整策略已不足以有效重新安排延误列车的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

铁路网络大规模中断下的列车调整方法，包括：

建立基于时空网络的模型；

求解基于时空网络的模型得到最优的列车出行路径；

根据最优的列车出行路径确定列车调整方法；

建立基于时空网络的模型包括：构建时空网络；定义决策变量；制定约 束条件和构建目标函数；

求解基于时空网络的模型包括：嵌入动态约束生成技术的拉格朗日松弛 的求解算法。

在一些实施例中，上述铁路网络大规模中断下的列车调整方法中，时空 网络表示为G＝(V,A)，其中V和A分别表示节点集和弧集；

节点集至少包括：到达节点集合A^s、出发节点集合D^s和直接通过节点 集合P^s；弧集包括：运行弧和停站弧，通过运行弧和停站弧的连接形成列车 在时空网络中的时空轨迹，进而得到列车的实际运行路径。

定义决策变量包括：选择二进制决策变量对列车的路径选择行为进行 描述，如果列车k选择时空网络中的弧(i,j)，否则，