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专利号: 201911009291X
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铁路特长隧道应急救援站的选址方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S11.读取选址影响参数,所述选址影响参数包括:火灾从开始至发展到危险状态的时间、下车疏散时间、列车从发生火灾地点运行到救援站的平均速度和列车的制动距离;

S12.用读取的选址影响参数构建救援站的最大设置距离计算模型,并计算出救援站的最大设置距离;

S13.读取选址决定参数,所述选址决定参数包括:最大设置距离、拟设置的救援站数量、可供选择的备选救援站数量、每个备选救援站的建设成本和备选救援站之间的间隔距离;

S14.用读取的选址决定参数构建选址模型,通过选址模型计算出最优选址方案;

所述选址模型中,包括以下公式:

公式(2)、(3)、(4)、(5)中,Z为目标函数,表示在满足救援站设置距离标准的前提下,救援站建设成本最小,k为选址方案中救援站的数量,m为可供选择的备选救援站数量,xi为第i个救援站(i=1,2,...m),yi为第i个救援站的建设成本(i=1,2,...m),di,j为救援站xi和xj之间的距离,X为救援站的最大设置距离;

所述通过选址模型得到最优选址的方法包括以下步骤:S141.将各备选救援站通过直线进行连接,得到备选救援站网络图;

S142.计算两个相邻备选救援站之间线段的长度,得到各相邻备选救援站之间的距离;

S143.获取所述各相邻备选救援站之间的距离;

S144.通过获取到的各相邻备选救援站之间的距离,通过公式(2)至公式(5),计算出两车站及其中间各备选救援站中,任意两者之间的距离;以两车站为端点向中间寻找与车站相邻的救援站,如果与两端点相邻的两个救援站之间的距离大于救援站的最大设置距离,则将这两个救援站作为端点,继续向中间寻找与两端点相邻的应急救援站,直至与两端点相邻的两个应急救援站之间的距离不超过救援站的最大设置距离,此时得到的救援站备选点方案就是一个可行方案;若可行方案数大于一个,则根据救援站设置原则与目前将所有可行方案进行比较,最终选出最优选址方案;

所述步骤S144包括以下步骤:

S1441.令备用地点的数量k=0,求解两车站及其中间各备选点构成的顶点中任意2个点之间的距离,并构造距离矩阵E1=[eij];

S1442.令两车站分别为x1和xn,若d1,n≤X,则这两个车站之间无需设置应急救援站,进入步骤S1446,若d1,n>X,进入步骤S1443;

S1443.去除任意2个点之间的距离超过X的值,得到新的矩阵;

S1444.从x1和xn两端分别分析其相邻救援站xi和xj(i≠1,j≠n)的位置;

S1445.若存在di,j小于或等于X,则得到可行方案,若di,j=0,则令k=k+1,若di,j>0,则令k=k+2,进入步骤S1446,否则令xi=x1,xj=xn,重复步骤S1443;

S1446.若得到一个可行方案,则记录该方案;若可行方案数大于一个,则根据各方案得到的相邻救援站的距离方差大小进行比较,方差越小,则所得方案中救援站设置距离越均匀,方案越合理。

2.根据权利要求1中所述的铁路特长隧道应急救援站的选址方法,其特征在于,所述救援站的最大设置距离计算模型中,包括以下公式:X=(t‑t下车)×v1‑L制动       (1)公式(1)中,t为火灾从开始至发展到危险状态的时间,t下车为下车疏散时间,v1为列车从发生火灾地点运行到救援站的平均速度,L制动列车的制动距离,X为救援站的最大设置距离。

3.一种铁路特长隧道应急救援站的选址系统,其特征在于,所述系统包括:第一输入模块,用于读取选址影响参数,所述选址影响参数包括:火灾从开始至发展到危险状态的时间、下车疏散时间、列车从发生火灾地点运行到救援站的平均速度和列车的制动距离;

第一计算模块,用于用读取的选址影响参数构建救援站的最大设置距离计算模型,并计算出救援站的最大设置距离;

第二输入模块,用于读取选址决定参数,所述选址决定参数包括:最大设置距离、拟设置的救援站数量、可供选择的备选救援站数量、每个备选救援站的建设成本和备选救援站之间的间隔距离;

第二计算模块,用读取的选址决定参数构建选址模型,通过选址模型计算出最优选址方案;

其中,所述选址模型中,包括以下公式:公式(2)、(3)、(4)、(5)中,Z为目标函数,表示在满足救援站设置距离标准的前提下,救援站建设成本最小,k为选址方案中救援站的数量,m为可供选择的备选救援站数量,xi为第i个救援站(i=1,2,...m),yi为第i个救援站的建设成本(i=1,2,...m),di,j为救援站xi和xj之间的距离,X为救援站的最大设置距离;

所述通过选址模型得到最优选址的方法包括以下步骤:S141.将各备选救援站通过直线进行连接,得到备选救援站网络图;

S142.计算两个相邻备选救援站之间线段的长度,得到各相邻备选救援站之间的距离;

S143.获取所述各相邻备选救援站之间的距离;

S144.通过获取到的各相邻备选救援站之间的距离,通过公式(2)至公式(5),计算出两车站及其中间各备选救援站中,任意两者之间的距离;以两车站为端点向中间寻找与车站相邻的救援站,如果与两端点相邻的两个救援站之间的距离大于救援站的最大设置距离,则将这两个救援站作为端点,继续向中间寻找与两端点相邻的应急救援站,直至与两端点相邻的两个应急救援站之间的距离不超过救援站的最大设置距离,此时得到的救援站备选点方案就是一个可行方案;若可行方案数大于一个,则根据救援站设置原则与目前将所有可行方案进行比较,最终选出最优选址方案;

所述步骤S144包括以下步骤:

S1441.令备用地点的数量k=0,求解两车站及其中间各备选点构成的顶点中任意2个点之间的距离,并构造距离矩阵E1=[eij];

S1442.令两车站分别为x1和xn,若d1,n≤X,则这两个车站之间无需设置应急救援站,进入步骤S1446,若d1,n>X,进入步骤S1443;

S1443.去除任意2个点之间的距离超过X的值,得到新的矩阵;

S1444.从x1和xn两端分别分析其相邻救援站xi和xj(i≠1,j≠n)的位置;

S1445.若存在di,j小于或等于X,则得到可行方案,若di,j=0,则令k=k+1,若di,j>0,则令k=k+2,进入步骤S1446,否则令xi=x1,xj=xn,重复步骤S1443;

S1446.若得到一个可行方案,则记录该方案;若可行方案数大于一个,则根据各方案得到的相邻救援站的距离方差大小进行比较,方差越小,则所得方案中救援站设置距离越均匀,方案越合理。

4.根据权利要求3所述的铁路特长隧道应急救援站的选址系统,其特征在于,所述系统还包括:

第三计算模块,用于将各备选救援站通过直线进行连接,得到备选救援站网络图;

第四计算模块,用于计算两个相邻备选救援站之间线段的长度,得到各相邻备选救援站之间的距离;

第三输入模块,获取所述各相邻备选救援站之间的距离;

第五计算模块,用于通过获取到的各相邻备选救援站之间的距离,计算出两车站及其中间各备选救援站中,任意两者之间的距离;以两车站为端点向中间寻找与车站相邻的救援站,如果与两端点相邻的两个救援站之间的距离大于救援站的最大设置距离,则将这两个救援站作为端点,继续向中间寻找与两端点相邻的应急救援站,直至与两端点相邻的两个应急救援站之间的距离不超过救援站的最大设置距离,此时得到的救援站备选点方案就是一个可行方案;若可行方案数大于一个,则根据救援站设置原则与目前将所有可行方案进行比较,最终选出最优选址方案。