一种面向正线停车应用的列车救援方法与流程

本发明属于轨道交通领域，具体涉及一种面向正线停车应用的列车救援方法。

背景技术：

1、随着城市轨道交通中正线停车通用技术的研究，正线停车场景下，每天线路开始运营时，在正线区域停放的列车可能会发生故障。通过本专利的方法，能够依据线路基本信息以及与信号系统ats和智能运维系统综合联动协作，使用蚁群算法智能推荐列车故障后的救援方案，达到充分利用线路资源快速响应列车救援的要求。

2、为了响应轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中减少列车专用停车场，降低土地占用要求，同时提高列车使用效率，降低能耗，天津市轨道交通集团发行《天津市轨道交通正线停车通用技术导则》。正线停车通用技术研究中正线停车场景，线路每日开始运营时，在正线区域停放的列车可能会发生故障，需要进行快速响应救援。正线停车通用技术中，信号系统实现智能运输决策系统开发，简称ids，该系统为综合集成平台，与ats系统、智能运维系统通信，实现了联动协作。ids与ats通信交互获取线路运营计划表、线路长列车进路数据信息；ids与智能运维系统通信获取列车信息、列车故障信息；此外ids系统中还包含了线路正线停车点位和线路车站信息、线路中ats目的地地址数据信息。

3、正线停车场景中，线路每日开始运营，在正线区域停放的列车需要参与运营或者行驶到不影响正线运营的区域(存车线、折返线)，该列车可能会出现故障。发生故障情况下，行车调度人员收集线路列车信息，查阅列车运营时间计划表，依据列车故障信息人为分析，最终得到列车救援方案。

4、正线停车场景，行车调度人员依据故障及其它数据分析出列车救援方案，在短时间内获取的线路信息也相对较少，如果通过长时间收集各种数据再分析出救援方案，无法达到城市轨道交通快速救援、高效运营的目的。

5、本发明在正线停车场景中，通过与地铁信号系统ats及智能运维系统联动协作，获取到相关列车信息，并结合线路基本数据智能分析故障推荐救援方案。高效的推进故障列车救援进度，利用线路资源达到最优救援方案，最终线路可快速按原有时间正常运营。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种面向正线停车应用的列车救援方法，以解决正线停车场景发生故障情况下列车救援问题。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提出一种采用蚁群算法获取路径的方法，该方法包括如下步骤：

5、s11、以两个车站间的目的地地址信息，以及线路ats目的地地址数据，栅化路径为n*n的初始地图；栅化路径后，各个目的地地址可在栅化的坐标系中通过点的坐标来表示，便于后续在坐标系中的算法分析，算法中每个计算因子是单独的计算个体；

6、s12、将所有计算因子放置于起始点，每个计算因子待前往的目的地地址信息列表按照计算因子当前所在位置检索获取，通过信息素因子和启发函数因子以及连接的目的地地址数量确定选择目的地地址的概率p，在通过轮盘赌法确定前往的目的地地址，最终所有计算因子抵达目标终点，完成一次算法迭代；迭代次数+1；

7、

8、其中k表示每个计算因子个体编号、i和j表示目的地地址编号、pijk表示计算因子k从i前往j地址的概率、α表示信息素因子、β表示启发函数因子，表示启发函数的相对重要程度、τ表示信息素浓度、η表示启发函数、allowedk表示允许的目的地、t为时刻信息；

9、s13、计算各个计算因子的路径，获取其中最短路径以及平均路径；通过蚁周模型计算，该模型利用的是全局信息，也就是完成一次路径循环后，计算因子才释放信息素因子；计算获取目的地地址间路径计算因子新增的信息素含量，并按照原有信息素浓度*(1-信息素挥发因子)+新增信息素，获取下一次迭代时各个目的地间路径上的信息素含量；

10、τij(t+n)＝(1-ρ)·τij(t)+δτij

11、

12、

13、其中τ表示信息素浓度、ρ表示信息素挥发因子、m为计算因子总数量、i和j表示目的地地址编号、δτ为变化的信息素浓度、q为信息素常量、lk是计算因子k在本次计算中所走过路径的长度；

14、s14、判断迭代次数是否等于最大迭代次数，如果小于时进行下一次迭代，等于时终止迭代；

15、s15、依据记录的数据，将所有从起点到终点的路径进行比较，获取对应的长度最短的路径。

16、本发明还提供一种面向正线停车应用的列车救援方法，该方法包括如下步骤：

17、s201、正线停车场景线路开始运营，ids系统接收到智能运维系统发送的列车故障报警信息，需要进行救援方案推荐；

18、s202、ids系统通过收集到的信息进行综合判断：通过列车故障信息中列车故障等级及故障描述信息判断故障列车是否可继续参与线路运营；通过列车故障信息中列车故障位置信息判断该是否影响其它列车正线运营，以及是否失去牵引或制动能力；影响其它列车正线运营时表示该故障列车位于正线站台位置停放，且在原有运营计划中会参与当日运营；以上述判断信息为依据，选择进入下述步骤：

19、不影响其它列车正线运营，故障列车故障等级低，列车可继续参与线路运营，进入步骤s203；

20、影响其它列车正线运营，故障列车故障等级低，列车可继续参与线路运营，进入步骤s206；

21、影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，又未失去牵引和制动能力，进入步骤s208；

22、不影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，又未失去牵引和制动能力，进入步骤s209；

23、影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，并失去牵引和制动能力，进入步骤s213；

24、不影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，并失去牵引和制动能力，进入步骤s214；

25、s203、不影响其它列车正线运营，列车故障等级低，列车可继续参与线路运营：通过线路运行计划，判断该故障列车是否参与当日运营，如果不参与，进入步骤s204；参与当日运营，进入步骤s205；

26、s204、故障列车不参与当日运营，则直接暂时停放在当前所在位置，待运营结束后，该故障列车返回场段进行维修作业；进入步骤s207；

27、s205、按照线路运营计划，故障列车继续参与线路运营，待运营结束后，该故障列车返回场段进行维修作业；ids系统算法依据运营计划表、线路车站信息、线路长列车进路信息、线路ats可达目的地地址推荐故障列车出发时间及路线前往场段；进入步骤s218；

28、s206、影响其它列车正线运营，列车故障等级低，列车可继续参与线路运营：按照线路运营计划，故障列车继续参与线路运营，待运营结束后，该故障列车返回场段进行维修作业；进入步骤s207；

29、s207、运营结束后，故障列车前往场段进行维修作业；ids系统检索线路运营计划，如该故障车当日原有计划中结束后进行正线停放时，系统修正运营计划表，该车改为结束后停放场段；如该故障车当日原有计划中结束后返回场段，则无需修正计划表；进入步骤s218；

30、s208、影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，又未失去牵引和制动能力：故障列车需要前往不影响其它列车正线运营的存车线暂时停放；ids系统通过列车信息、线路车站信息、线路长列车进路信息、线路ats可达目的地地址这些数据，采用上述蚁群算法，故障列车位置为起点，左右相邻各三个车站的存车线为终点，依次通过蚁群算法进行线路计算，最终算法分析出最优存车线位置和路径；故障列车按照最优路径前往该存车线位置暂时停放；进入步骤s211；

31、s209、故障列车当前位置不影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，又未失去牵引和制动能力情况下：则直接暂时停放在当前所在位置；进入步骤s210；

32、s210、故障列车在存车线暂时停放，通过线路运行计划，判断该故障列车是否参与当日运营，如果参与当日运营，进入步骤s211；不参与当日运营，进入步骤s212；

33、s211、故障列车原计划参与当日运营，ids系统依据列车里程和位置信息、线路运营计划信息筛选出备用列车，替代故障列车继续运营；进入步骤s212；

34、s212、故障列车存车线暂时停放；运营结束后，ids系统通过线路运营计划表信息、线路车站信息，采用上述蚁群算法，故障列车位置为起点，场段为终点，依次通过蚁群算法进行路径计算，最终算法分析出最优路径路径；故障列车返回场段进行维修作业；ids系统检索线路运营计划，如该故障车当日原有计划中结束后进行正线停放时，系统修正运营计划表，该车改为结束后停放场段；如该故障车当日原有计划中结束后返回场段，则无需修正计划表；进入步骤s218；

35、s213、影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，并失去牵引和制动能力，故障列车需要其它救援车连挂前往不影响其它列车正线运营的存车线暂时停放；ids系统通过列车信息、线路车站信息、线路长列车进路信息、线路ats可达目的地地址这些数据，采用上述蚁群算法，故障列车位置为起点，左右相邻各三个车站的存车线为终点，依次通过蚁群算法进行线路计算，最终比对选择出最优存车线位置；安排救援列车连挂故障列车救援按照最优路径前往存车线，救援列车按照运营计划执行运营；进入步骤s216；

36、s214、故障列车当前位置不影响其它列车正线运营，且故障列车故障等级高无法继续参与运营，并失去牵引和制动能力情况下：则直接暂时停放在当前所在位置；进入步骤s215；

37、s215、故障列车在存车线暂时停放，通过线路运行计划，判断该故障列车是否参与当日运营，如果参与当日运营，进入步骤s216；不参与当日运营，进入步骤s217；

38、s216、故障列车原计划参与当日运营，ids系统依据列车里程和位置信息、线路运营计划信息筛选出备用列车，替代故障列车继续运营；进入步骤s217；

39、s217、故障列车存车线暂时停放；运营结束后，ids系统通过线路运营计划表信息、线路车站信息，获取运营结束回场段的列车，依据列车运营结束时间及运行里程最终筛选救援列车，运营结束后前往存车线连挂故障车返回场段进行维修作业，救援列车按照计划停放于场段对应位置；

40、s218、最终救援方案推送至行车调度人员，查看确认后，将救援信息传递ats，执行救援方案。

41、(三)有益效果

42、本发明提出一种面向正线停车应用的列车救援方法，本发明中ids系统通过线路的基本信息，以及从信号ats系统和智能运维系统获取的数据，采用蚁群算法推荐最优救援方案；多系统联动协作综合考虑多方因素，实时高效的推进故障列车救援进度，充分利用线路资源的同时达到最优方案，避免影响线路按照计划正常运营。