[发明专利]一种轨道交通列车运行图与车站作业协同优化方法

权利要求书

1.一种轨道交通列车运行图与车站作业协同优化方法，其特征在于包括如下步骤：

S1. 通过在二维时空网络中引入股道坐标轴，建立PTT三维坐标系，包括建立位置坐标轴，建立股道坐标轴，建立时间坐标轴；

S2. 在三维坐标系中，从宏观和微观相结合的角度生成PTT三维网络，包括，从宏观方面生成PTT三维网络，表示列车在车站和区间的作业过程；从微观方面生成PTT三维网路，表示进路和轨道电路之间的关系；

S3. 基于节点之间的连通性，结合节点位置、股道、时间坐标的关系进行PTT三维网络的缩减；

S4. 以最小化列车的停站时间和最大化运行图的通过能力为目标函数，采用约束条件，建立高速轨道交通列车运行图和车站作业计划协同优化网络模型；约束条件包括运行图安全时间间隔、区间越行冲突、车站进路和轨道电路占用时间冲突；

S5. 根据当前轨道交通需求，对协同优化网络模型进行求解，得到最优的列车运行图和车站作业计划方案。

2.根据权利要求1所述的轨道交通列车运行图与车站作业协同优化方法，其特征在于所述的步骤S1，包括建立位置坐标轴；将每个车站节点划分为车站到达站界节点、到达股道节点、出发股道节点和车站出发站界节点；建立股道坐标轴，股道坐标轴代表每个节点所在的股道，用每条股道距离车站水平中心线的相对位置来表示；建立时间坐标轴，设定预设时间坐标轴间隔，用来表示列车作业的开始或结束时刻；其中，位置-股道平面对应车站平面图，用于表示进路和轨道电路的对应关系；位置-时间平面对应改进的运行图，股道-时间平面对应车站作业计划。

3.根据权利要求2所述的轨道交通列车运行图与车站作业协同优化方法，其特征在于所述的步骤S2，包括，从宏观方面生成PTT三维网络：节点表示列车在到达站界、股道、出发站界作业的开始或结束时刻；连接虚拟出发节点和始发站的到达站界节点形成虚拟出发弧，用来表示列车的可行发车时间范围；连接到达站界节点和到达股道节点形成车站到达弧，对应列车在车站的到达作业进路；根据列车在车站的停站或通过情况，连接到达股道节点和出发股道节点形成相应的车站停站弧和车站通过弧；连接出发股道节点和出发站界节点形成车站出发弧，对应列车在车站的出发作业进路；连接车站出发站界节点和相邻下一车站的到达站界节点形成区间作业弧；设置列车在车站的停站时间不小于最小停站时间，不大于最大停站时间，其中最小停站时间是旅客上车、下车、换乘或者列车进行清理的最小时间，最大停站时间用于限制网络的规模；连接车站出发站界节点和虚拟到达节点形成虚拟到达弧；

从微观方面修正PTT三维网络：从微观角度明确进路和轨道电路之间的关系，进路包括一系列首尾相连的轨道电路，其中轨道电路是由钢轨和绝缘节组成的，用来检测列车对区间的占用和传递信息；解锁进路时根据列车对轨道电路的占用情况依次解锁，列车对轨道电路的占用时间从列车头部首对车轮进入第一个轨道电路的时间到列车尾部最后一对车轮完全离开轨道电路的时间再加上一个保护时间，让三维网络中的一条车站到达弧或车站出发弧对应一条进路，进而对应相应的轨道电路集合，实现宏观与微观相结合。

4.根据权利要求3所述的轨道交通列车运行图与车站作业协同优化方法，其特征在于所述的步骤S3，包括定义相同位置坐标的节点不能互相连接；定义相邻位置坐标的节点能互相连接；根据股道坐标判断两个节点的连通性，定义下行股道节点可以连接下行股道节点或者上、下行股道节点，上行股道节点可以连接上、下行股道节点；定义车站出发站界节点只能与相同去向的相邻下一车站到达站界节点相连；定义同一车站的到达股道节点只能与相同股道坐标的出发股道节点相连；定义列车在车站的停站时间要满足最小、最大停站时间的要求。