[发明专利]一种铁路平行调度系统、方法及其应用

说明书

一种铁路平行调度系统、方法及其应用，包括实际调度系统以及以实际调度系统的为目标，构造涵盖其环境和功能的人工调度系统，二者之间通过数据、信息、计算实验结果的交互来实现对异常运营情况的预警和实际调度交互决策的优化，并根据实际调度效果来进一步修正实际和人工调度系统。通过本发明可有效提高突发事件下调度策略生成优化的时效性和有效性，有效服务于铁路调度系统运行状态的实时监控、突发事件的及早发现与高效处理等，有效降低列车延误的几率，提高运营线路的通过能力，保障运输指挥的运营秩序，优化运营计划和可用资源调度，提升高铁行车指挥系统自动化、智能化程度。

技术领域

本发明涉及一种铁路平行调度系统、方法及其应用，属于铁路交通技术领域。

背景技术

随着科学技术进步和铁路发展，调度指挥系统目前已成为由路网系统和信息系统复合而成的复杂巨系统，涉及到调度人员、运营环境、运输策略以及规章制度等因素间的深度耦合，且调度系统内部组成要素间相互关联和作用方式错综复杂，呈现动态性、开放性和交互性等特征。传统基于控制理论和运筹学的调度指挥理论方法并未考虑现场实时动态演变的运营环境和列车运行时空信息，面临庞杂耦合的复杂业务和决策场景无法实时还原分析，难以有效应对线路随机发生的突发事件，铁路应急处置效率和运营效率较低，铁路工作人员的劳动强度较大,亟待展开新型铁路调度理论方法研究。

近年来随着平行系统理论、人工智能和大数据技术的快速发展，一个明显的趋势是物理世界和数字虚拟世界深度耦合、虚实交融，形成两大体系平行发展、相互协调，为解决铁路调度系统的量化分析和优化控制问题提供了新的途径，即构建虚实结合的平行调度系统，通过虚拟人工调度系统和实际调度系统的平行运行和虚实互动，实现对重要的铁路运营工作流程和业务场景的还原分析，进一步提升调度决策的可行性和合理性。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明公开一种铁路平行调度方法及其系统，其技术方案如下：

一种铁路平行调度系统，包括实际调度系统以及以实际调度系统为目标，构造涵盖其环境和功能的人工调度系统，二者之间通过数据、信息、计算实验结果的交互来实现对异常运营情况的预警和实际调度交互决策的优化，并根据实际调度效果来进一步修正实际调度系统和人工调度系统，其特征为：

所述人工调度系统与实际调度系统的交互决策的方法如下：

P1. 人工调度系统和实际调度系统共享调度目标和在线的实际运营状态；

P2. 人工调度系统预测到异常运行态势后，发送预警信息至实际调度系统；

P3. 实际调度系统根据人工调度系统的预警信息或其他原因启动调度策略计算时，同步通知人工调度系统；

P4. 将实际调度系统和人工调度系统生成的调度策略均同步至人工调度系统计算实验部分进行策略验证评估；

P5. 选择人工调度系统最优策略，并将人工调度系统最优策略的评价结果和实际调度系统的评价结果反馈回实际调度系统；

P6. 调度人员或实际调度系统根据算法选择最优策略，并将选择结果反馈回人工系统，更新人工系统状态。

优选为：所述人工调度系统通过运营环境子系统、运营仿真子系统和调度子系统实现对实际运营环境的真实性仿真，以及对实际调度系统功能的完备性镜像；所述实际调度系统和人工调度系统共享调度目标和实际的列车运营状态，并通过可扩展性的协议进行交互，来实现系统内部状态和调度决策的同步，并根据相应的调度效果，对内部的决策机制进行修正。

优选为：所述运营环境子系统的构建包含宏观路网拓扑结构，中观线路拓扑结构和微观车站拓扑结构以及信号设备、列车、运营计划的静态支撑环境，并复合运营规章和运输约束，复合后构成整体的运营环境子系统。

优选为：所述运营环境子系统具体构造方法如下：