单轨调度模型的构建方法、调度方法、系统和存储介质

本技术实施例涉及轨道交通的，具体而言，涉及一种单轨调度模型的构建方法、调度方法、系统和存储介质。

背景技术：

1、列车运行过程中存在大量不确定因素，容易导致列车偏离原定时刻表，示例地，不确定因素包括自然灾害、天气异常、突发事件、设备故障、作业延误和人为因素等，不确定因素具有空间随机性、时间随机性和持续时长随机性，对于在既定时间和空间内行驶的高铁构成隐患，因此在出现异常情况下，高铁的正常运转受到干扰或阻塞，为及时处理异常、降低铁路系统损失，设计快速且高效的高铁实时重调度方法是十分必要的。

2、目前的铁路轨道普遍包括双轨道，即每条线路一般为上行和下行两个方向的两条铁轨并行，当两个车站之间的线路段出现单条轨道的故障时，例如某一线路段的上行轨道出现故障时，该线路上一站中需要上行的列车会长时间处于等待状态，直到该轨道故障恢复后才会运行，但是故障恢复过程从检测故障点到维修耗时较久，不仅会造成上一站需要上行的列车的晚点，甚至会导致整体上行线路中列车的延误。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种单轨调度模型的构建方法、调度方法、系统和存储介质，旨在减少双轨道铁路在单轨故障时的列车延误。

2、第一方面，本技术实施例提供一种单轨调度模型的构建方法，所述方法包括：

3、构建目标函数，所述目标函数用于使双轨道上运行的所有列车到达终点站的延误时间最小；

4、构建调度判断约束条件，所述调度判断约束条件用于检测任一列车是否为单轨调度的列车对象；

5、构建安全行驶约束条件，所述安全行驶约束条件用于使任一列车的运行满足目标安全条件；

6、基于所述目标函数、所述调度判断约束条件以及所述安全行驶约束条件，构建所述单轨调度模型，所述单轨调度模型用于在所述双轨道的线路段中的存在一条故障线路段时，确定所述故障线路段两端的车站上各个列车在另一条未发生故障的线路段上运行的目标出发时间。

7、可选地，所述目标函数的公式为：

8、

9、其中，ain为上行方向的列车i在终点站n的到达时间；为上行方向的列车i在终点站n的原定到达时间；ai1为下行方向的列车i在终点站的到达时间；为下行方向的列车i在终点站的原定到达时间；o为下行列车集；i为上行列车集。

10、可选地，构建调度判断约束条件包括：

11、构建故障调度因果约束条件，所述故障调度因果约束条件用于在发生故障后进行单轨调度；

12、构建故障调度判断约束条件，所述故障调度判断约束条件用于确定是否对任一列车进行单轨调度。

13、可选地，构建安全行驶约束条件包括：

14、构建安全距离约束条件，所述安全距离约束条件用于满足上行方向或下行方向的相邻两个列车之间的安全距离条件；

15、构建停靠时间约束条件，所述停靠时间约束条件用于满足任一列车在每个车站上停靠计划时长；

16、构建行驶速度约束条件，所述行驶速度约束条件用于满足任一列车在线路段上的安全速度条件；

17、构建到达时间约束条件，所述到达时间约束条件用于限制任一列车到达任一车站的时间不早于到达该车站的原定达到时间；

18、构建防撞约束条件，所述防撞约束条件用于满足所述故障线路段两端的车站上各个列车在另一条未发生故障的线路段上运行时，所述未发生故障的线路段上仅运行上行或下行方向的列车。

19、第二方面，本技术实施例提供一种双轨道铁路故障调度方法，所述方法包括：

20、获取目标双轨道上的故障线路段、所述故障线路段对应的故障时间，以及所述故障线路段两端的车站对应的各个列车的原定到达时间；

21、将所述故障线路段、所述故障线路段对应的故障时间，以及所述故障线路段两端的车站对应的各个列车的原定到达时间输入单轨调度模型，所述单轨调度模型是基于实施例第一方面所述的单轨调度模型的构建方法构建得到的；

22、基于启发式求解算法对所述单轨调度模型进行求解，得到所述故障线路段两端的车站上每个列车各自对应的目标出发时间；

23、根据所述故障线路段两端的车站上每个列车各自对应的目标出发时间，令所述每个列车按照各自对应的目标出发时间在所述故障线路段对应的正常单轨上运行。

24、可选地，基于启发式求解算法对所述单轨调度模型进行求解，得到所述故障线路段两端的车站上每个列车各自对应的目标出发时间，包括：

25、基于第一调度算法，确定所述单轨调度模型的初始批次配置；

26、基于邻域搜索算法和模拟退火算法，对所述单轨调度模型的初始批次配置进行优化调整，得到所述单轨调度模型的最终批次配置；

27、根据所述最终批次配置确定目标出发时刻表，所述目标出发时刻表中包含所述故障线路段两端的车站上每个列车各自对应的目标出发时间。

28、可选地，基于第一调度算法，确定所述单轨调度模型的初始批次配置，包括：

29、所述第一调度算法根据所述故障线路段两端的车站对应的各个列车的原定到达时间，按照预设规则，确定单轨运行时上行方向和下行方向上各个列车对应的初始批次配置，所述预设规则包括预设批次数量和每个批次中列车数量。

30、可选地，基于邻域搜索算法和模拟退火算法，对所述单轨调度模型的初始批次配置进行优化调整，得到所述单轨调度模型的最终批次配置，包括：

31、当所述模拟退火算法中当前温度大于最低温度阈值，且迭代次数小于迭代阈值时，基于邻域搜索算法调节所述初始批次配置中的批次数量和每个批次中列车数量，得到优化后的批次配置，并降低所述当前温度，所述迭代次数加1；

32、直到所述当前温度等于所述最低温度阈值，或所述迭代次数等于所述迭代阈值时，将当前优化后的批次配置作为所述单轨调度模型的最终批次配置。

33、第三方面，本技术实施例提供一种双轨道铁路故障调度系统，所述系统包括：

34、获取模块，用于获取目标双轨道上的故障线路段、所述故障线路段对应的故障时间，以及所述故障线路段两端的车站对应的各个列车的原定到达时间；

35、输入模块，用于将所述故障线路段、所述故障线路段对应的故障时间，以及所述故障线路段两端的车站对应的各个列车的原定到达时间输入单轨调度模型，所述单轨调度模型是基于实施例第一方面所述的单轨调度模型的构建方法构建得到的；

36、求解模块，用于基于启发式求解算法对所述单轨调度模型进行求解，得到所述故障线路段两端的车站上每个列车各自对应的目标出发时间；

37、调度模块，用于根据所述故障线路段两端的车站上每个列车各自对应的目标出发时间，令所述每个列车按照各自对应的目标出发时间在所述故障线路段对应的正常单轨上运行。

38、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例第二方面所述的双轨道铁路故障调度方法。

39、有益效果：

40、本方法构建的单轨调度模型用于使双轨道上运行的所有列车到达终点站的延误时间最小的目标函数，通过构建的调度判断约束条件检测任一列车是否为单轨调度的列车对象；构建的安全行驶约束条件可以确定任一列车的运行满足目标安全条件；单轨调度模型可以在双轨道的线路段中的存在一条故障线路段时，确定故障线路段两端的车站上各个列车在另一条未发生故障的线路段上运行的目标出发时间。

41、从而当双轨道铁路中，如果某一个线路段中出现单轨故障时，故障线路段两端的车站上各个列车可以基于另一条未发生故障的线路段继续运行，减小故障线路段所在的方向上的列车长时期等待而导致双轨道上运行的列车的整体延误。