一种不确定环境下高铁列车运行调整方法及其应用与流程

在本发明涉及一种调整方法，尤其是涉及一种不确定环境下高铁列车运行调整方法及其应用，属于铁路行车调度指挥领域。

背景技术：

1、在高速铁路运营中，列车运行调整是面临突发事件干扰下亟需解决的关键问题。目前高铁列车运行调整面临着诸多不确定性，其根源主要来自列车自身运行、铁路设备、旅客、环境等因素。如果不考虑不确定环境的影响，列车运行调整方案的鲁棒性将会存在不足，在部分场景下需要多次调整，增加调度员的工作负荷。列车运行调整问题涉及的变量多、组合数量大、约束复杂，是一个np-hard问题。

2、在模型的求解方面，随着问题规模增大，模型求解将变得困难，在考虑不确定性环境后求解难度存在显著性提高。目前研究以商业求解器的方法和采用通用的进化算法难以满足实时性要求，求解精度和效果不足。因此，在考虑不确定环境下，如何实时给出高效的列车运行调整方案是高速铁路行车调度指挥面临的关键问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种不确定环境下高铁列车运行调整方法，该方法降低了考虑不确定环境后模型的复杂性，可以快速、有效求解不确定环境下高铁列车运行调整问题。

2、为实现上述目的，本发明公开一种不确定环境下高铁列车运行调整方法，其技术方案如下：

3、一种不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为，包括如下步骤：

4、步骤1：建立一个不确定环境下高铁列车运行调整模型，该模型包括一个优化目标函数，该目标函数通过计算不同时间范围区间封锁场景下列车总晚点与股道调整次数加权和的条件风险价值（cvar）得到；

5、步骤2：针对上述列车运行调整模型，通过文化基因算法进行求解，包括算法种群初始化，种群编码、解码，全局搜索和局部搜索，实现对高铁列车运行调整模型求解。

6、有益效果

7、本发明通过最小化不同区间封锁场景下列车总晚点与股道调整次数加权和的cvar，建立了运行调整模型；通过混合编码方法，对列车在不同场景下所有车站的股道占用和发车次序进行优化；通过解码方法，得到了满足约束条件的股道占用，到达时刻和出发时刻，并设计了不可行解修复策略，保证了优化过程中得到的新解的可行性；通过置信度值，确定了目标函数计算时的有效不确定场景，降低了目标函数计算次数，提高了算法的运行效率。

技术特征：

1.一种不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为，所述文化基因算法的步骤如下内容：

3.根据权利要求2所述的不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为：对当前种群进行解码过程是根据解的整数编码和排列编码部分，确定列车运行计划调整之后的到发时刻与股道占用情况，当出现不满足约束条件的运行计划进行冲突疏解，保证最终调整后的运行计划可行。

4.根据权利要求2所述的不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为，所述步骤2.3进一步包括如下内容：

5.根据权利要求4所述的不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为，所述步骤2.3.4：修复不可行解，直到解均满足约束条件进一步包括如下内容：

6.根据权利要求2所述的不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为：所述算法全局搜索包括如下内容：全局搜索主要基于遗传算法框架，采用轮盘赌选择方法作为选择算子，整数编码部分采用单点交叉，排列编码部分采用顺序交叉，整数编码部分采用单点变异，排列编码部分采用交换变异，在交叉和变异过程中，随机选择某一车站对应整数编码或排列编码进行交叉或变异操作。

7.根据权利要求2所述的不确定环境下高铁列车运行调整方法，其特征为：所述算法局部搜索进一步包括如下内容：对于当前最优个体，采用单点变异或交换变异对个体进行更新次，取更新过程中得到的最优个体，替换当前种群中的最差个体；在变异过程中，随机选择某一车站对应整数编码或排列编码进行变异操作。

8.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时控制非易失性存储介质所在的设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

9.一种电子装置，其特征在于，包含处理器和存储器；所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器用于运行所述计算机可读指令，其中，所述计算机可读指令运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。

技术总结一种不确定环境下高铁列车运行调整方法，包括如下步骤：建立一个不确定环境下高铁列车运行调整模型，该模型包括一个优化目标函数，该目标函数通过计算不同时间范围区间封锁场景下列车总晚点与股道调整次数加权和的条件风险价值（CVaR）得到；针对上述列车运行调整模型，通过文化基因算法进行求解，包括算法种群初始化，种群编码、解码，全局搜索和局部搜索，实现对高铁列车运行调整模型求解。本发明的不确定环境下高铁列车运行调整方法，能够有效处理不同区间封锁时间下的不确定环境情况，高效的得到了包含列车股道占用、到达时刻和出发时刻的列车运行调整计划，提高了突发事件影响下行车调度指挥水平。技术研发人员：丁舒忻,张涛,袁志明,孙延浩,周晓昭,曾壹,任禹谋,李智,傅卿云,秦宁,王振一,傅钟晖,韩杨,邓帮禄,王守韦,郎越受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/9