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专利号: 2020109758848
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铁路
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:

1.一种基于CTCS-3列控系统的高速铁路列车运行调整方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:确定目标函数;

建立基于CTCS-3列控系统的运行决策模型,该模型包括速度等级模型、运行干扰调整模型和运行路径选择模型;

基于目标函数型,求解所述运行决策模型的最优解,得到最优的运行调整方案;

将最优的运行调整方案输出为带有速度等级提示的列车运行图。

2.如权利要求1所述的基于CTCS-3列控系统的高速铁路列车运行调整方法,其特征在于,建立的目标函数如公式(1)-(3)所示:min:ωn-ω0        (1)

s.t. ωi-ωj≥fi((i,j)∈F)                (2)(ωj-ωi≥δij)∨(ωk-ωh≥δhk)((i,j),(h,k)∈A)            (3)式中,ωi,ωj分别表示列车开始进入区间i、j的时间,fi表示列车在区间i的运行时间,δij,δhk表示替代弧前后操作的间隔时间,F表示实线弧集合,A表示可选择弧集合,∨表示或关系。

3.如权利要求2所述的基于CTCS-3列控系统的高速铁路列车运行调整方法,其特征在于,所述速度等级模型的建立方法为:当列车的速度等级越高,前后两列车之间的最小安全间隔距离越小,用数学符号表示为:其中,ωj,q、ωi,p分别表示列车i、j占用区间p、q的时间,βξ,j,q表示速度等级变量,列车t在区间s的是否采用速度等级ξ,T表示列车集合,θ表示铁路线路区间集合,F={(p,q)|p,q∈S},p,q代表铁路线路中连续两个区间;M表示极大正数;B表示连续两列车之间需要保持的空闲闭塞区间数集合,B={ξ|ξ=1,2,3,4,5},也表示列车的速度等级集合,μi,j,θ表示列车在整个区段的运行顺序;

控制列车在两个连续区间运行速度等级的变化值不能大于1个速度等级差,具体的约束公式为(6)和(7):其中,Gθ表示非车站区域的闭塞区间的集合;线路区间长度一定,在不同的速度等级下列车在区间运行的时间也不同,以列车以最大速度等级通过线路区间的时间为基础时间,在此基础上,列车速度每减低一级,对应的添加相应的附加时间;

上面两个约束条件对列车在每一闭塞区间的运行时间进行了约束,其中fp表示全速运行时列车在区间p的最短的运行时间,Rt表示列车t在固定路径中途经的闭塞区间集合,Δtξ表示相比于全速运行,列车在速度等级ξ下产生的额外附加运行时间,Bm表示全速运行时相邻两列车之间的空闲闭塞区间数,也表示全速等级。

4.如权利要求3所述的基于CTCS-3列控系统的高速铁路列车运行调整方法,其特征在于,所述运行干扰调整模型为:式中,xt,s和 分别表示是否受限速影响,前者用来判断列车在对应时间ωt,s是否在第y个限速发生开始时间点T1,y之前,后者表示列车对应时间ωt,s是否在第y个限速发生结束时间点T2y之后,T1y,T2y分别表示第y个限速事件的开始时间和结束时间; 表示第y个限速事件影响的闭塞区间集合,nu表示限速事件的数量。

5.如权利要求4所述的基于CTCS-3列控系统的高速铁路列车运行调整方法,其特征在于,所述运行路径选择模型为:其中,zt,q表示0,1变量,列车t是否占用选择区间s,若选择为1,不选择为0,Sr表示第r车站内到发线区间集合,Rt,station表示表示列车t在所有车站内可选择的路径集合,Lstop表示车站到发线的集合,st_valuet,p表示原计划运行图中列车是否在车站有停站计划,若直接通过其值为1,否者为0。

6.如权利要求1所述的基于CTCS-3列控系统的高速铁路列车运行调整方法,其特征在于,所述运行决策模型采用两阶段方法求解:第一步,考虑车站区域列车进路的排列或冲突的疏解,计算出所有在车站追踪间隔时间法下的运行图调整方案,获得初始解;

第二步,提取初始解中列车进入车站区域各闭塞区间的时间,在车站到发线的调整顺序,进路占用顺序,进出站顺序的相关解值,输入准移动闭塞优化模型中,考虑列车闭塞区间准移动闭塞的间隔法进一步进行调整优化,满足列车追踪运行的条件。