含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法和系统
阅读说明：本技术 含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法和系统 (Method and system for adjusting train operation plan in dispatching section containing multidirectional stations ) 是由 周晓昭 张涛 张琦 王涛 王建英 袁志明 宋鹏飞 于 2021-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法和系统。在列车运行计划调整时,根据线路中多方向车站的运输组织特征、列车运行方向和线别、干扰发生的位置和特征等多种因素,调整列车在多方向分界口车站的接发车顺序,对列车运行计划进行有效的自动化调整,实现列车运行计划调整时多方向车站接发列车顺序的重新调整,优化运行线节点到达时刻和出发时刻的调整流程,在遇干扰场景时,如车站封锁、区间封锁、车站慢行等,优化列车运行计划的调整逻辑与方法。(The invention relates to a method and a system for adjusting a train operation plan in a dispatching section containing a multidirectional station. When the train operation plan is adjusted, the train receiving and dispatching sequence of the train at the multi-direction boundary station is adjusted according to various factors such as transportation organization characteristics, train operation directions and line types, and interference occurrence positions and characteristics of the multi-direction station in a line, the train operation plan is effectively and automatically adjusted, the train receiving and dispatching sequence of the multi-direction station is readjusted when the train operation plan is adjusted, the adjustment flow of arrival time and departure time of operation line nodes is optimized, and when an interference scene is met, such as station blocking, section blocking, station slow running and the like, the adjustment logic and method of the train operation plan are optimized.)
技术领域
本发明涉及铁路智能调度技术领域，尤其涉及一种含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法和系统。
背景技术
智能调度集中系统以现有调度集中系统为基础，结合智能铁路的发展需要求，在列车运行计划自动调整、进路和命令安全卡控、行车信息数据平台、行车调度综合仿真和ATO功能应用等方面进一步优化完善，提升了调度集中系统智能化水平。列车运行计划自动调整功能是智能调度集中系统的重要功能之一。需根据不同的干扰场景，如区域封锁、区域限速、运行折返、列车晚点等，提供不同的调整策略，调整后的列车运行计划需符合相关约束条件，实现列车运行计划的快速、有效、合理、智能化调整。
现有技术中，对于区间封锁、车站股道封锁、车站全站封锁等干扰下，原则上要求不改变列车在车站的接发顺序进行调整。遇区间封锁、车站股道封锁、车站全站封锁情况下，按照不改变列车运行先后顺序的调整策略，对后续的列车运行计划进行调整，列车就近在封锁区间前方车站临时待避，对于因股道封锁影响到的列车调整到其它未封锁且具备接车条件的股道进行接发车作业。中国发明专利申请公布号CN111055891A，公开了一种列车运行图调整方法，根据客流信息确定要增加的列车数量，与各增加的列车相应地，在当前运行图中选定相邻的多个列车组成的多个调整对象组，且确保在调整对象组中加入相应的要增加的列车后，列车之间的间隔大于等于最小发车间隔，基于各调整对象组，计算在加入要增加的列车后的各列车的运行时间，生成新的列车运行图，能够确保系统的稳定性。
然而随着我国铁路的飞速发展，路网规模不断扩大、路网结构也愈加复杂、线路间关联更加紧密、多方向车站越来越多。在实际应用中，调度区段管辖范围内的线路普遍存在多方向的分界口车站，要求不改变列车在车站接发车顺序原则已不具备普适性。对于含多方向车站的调度区段，若仍按照不改变列车运行先后顺序的调整策略，将有可能影响列车运行的效率，造成无必要的晚点，耽误乘客出行。以附图 1为例进行说明：共计十个车站，其中车站九和车站十属于支线，其余车站属于干线。以列车运行单一方向，即支线列车由车站十途径车站九在车站四汇入干线向车站八运行，干线列车由车站一向车站八运行。设定车次号Z1、Z3、Z5是由支线汇入干线的列车，车次号G1、G3、G5为干线运行的列车。说明：此处的车次号命名是为区别干线和支线的列车，不符合列车车次编排规定，车次号不代表列车类型。“G”开头的车次号表示仅在干线运行的列车，不表示高速动车组旅客列车；“Z”开头的车次号表示由支线驶入干线的列车，不表示直达特快旅客列车。这两种列车视为同等级列车。设定列车在车站四的到达顺序为Z1、G1、Z3、G3、Z5、G5。若车站十与车站九区间设置了区间封锁，按照现有技术一的不改变列车在车站的接发车顺序的调整策略，G1在车站四需等待Z1到达车站四后接入该车站，G3在车站四需等待Z3到达车站四后接入该车站，G5在车站四需等待Z5到达车站四后接入该车站，进而可能造成G1、G3、G5在车站三/二/一待避。实际上支线的封锁不应影响正线的列车运行。若仍采用不改变列车在车站的接发车顺序的调整原则，将极大地降低列车运输效率、造成非必要的列车晚点。可见，现有技术存在技术缺陷。
如何克服上述现有技术方案的不足，在列车运行计划调整时，根据线路中多方向车站的运输组织特征、列车运行方向和线别、干扰发生的位置和特征等多种因素，调整列车在多方向分界口车站的接发车顺序，对列车运行计划进行有效的自动化调整，实现列车运行计划调整时多方向车站接发列车顺序的重新调整，优化运行线节点到达时刻和出发时刻的调整流程，在遇干扰场景时，如车站封锁、区间封锁、车站慢行等，优化列车运行计划的调整逻辑与方法，成为本
技术领域
亟待解决的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法和系统，本发明采用如下技术方案：
1. 一种含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、初始化步骤，包括：
S11、设置调整的时间范围；
S12、创建列车在车站的到发顺序链表，所述车站划分为两类：标准车站和多方向车站；
S13、将待调整的运行线节点信息加入到对应的车站接发列车顺序链表中；
S2、调整步骤，包括：
S21、定义调整规则；
S211、以运行线节点为单位进行调整；
S212、运行线节点的调整顺序：由近及远，由上到下；
S22、调整流程：
S221、调整运行线节点的到达时刻；
S222、调整运行线节点的出发时刻；
S223、调整逻辑。
本发明还涉及一种含多方向车站的调度区段列车运行计划调整系统，包括处理器，以及存储器；所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令从而执行如上所述的含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现如上所述的含多方向车站的调度区段列车运行计划调整方法。
本发明的技术方案获得了下列有益效果：在列车运行计划调整时，根据线路中多方向车站的运输组织特征、列车运行方向和线别、干扰发生的位置和特征等多种因素，调整列车在多方向分界口车站的接发车顺序，对列车运行计划进行有效的自动化调整，实现列车运行计划调整时多方向车站接发列车顺序的重新调整，优化运行线节点到达时刻和出发时刻的调整流程，在遇干扰场景时，如车站封锁、区间封锁、车站慢行等，优化列车运行计划的调整逻辑与方法。
附图说明
图1为含多方向车站调度区段的示例图。
图2为调度区段运行图底图示意图。
图3为运行线节点的到达时刻调整流程图。
图4为运行线节点的出发时刻调整流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
首先，参见附图1、2，对含多方向车站的运行图底图进行说明。
按照附图1含多方向车站调度区段示例图，绘制其调度区段运行图底图，如附图 2所示。
该调度区段的运行图底图共有两个子图，其中车站十、车站九和车站四构成该调度区段的第一个子图，车站一、车站二等八个车站构成该调度区段的第二个子图。运行图底图横轴表示时间，纵轴表示位置，即车站。在运行图底图中每个车站对应那条横线表示该车站的站名线，运行线在车站站名线上落点，表示该列车在车站的到达、出发时刻及股道使用情况。在此调度区段中车站四是多方向车站。设定在图1中列车运行的径路有由车站十发车途径车站四到达车站八，记为下行；由车站一发车途径车站四到达车站八，记为下行；由车站八发车途径车站四到达车站一，记为上行；由车站八发车途径车站四到达车站十，记为上行。
S1、初始化，包括：
S11、设置调整的时间范围。调整的时间范围是当前时刻至运行图调整终端界面可见的最大时刻。运行图调整终端界面可见的最大时刻说明：以第一班次登录时为登录日期的中午12时，以第二班次登录时为登录日期的24时。举例说明：登录的班次是2021年6月10日第一班次，则运行图调整终端界面可见的最大时刻为2021年6月10日12时；登录的班次是2021年6月10日第二班次，则运行图调整终端界面可见的最大时刻为2021年6月10日24时。
S12、创建列车在车站的到发顺序链表。车站分为两类，标准车站和多方向车站。
S121、对于标准车站，以站名线为单位创建该车站的列车到发时刻顺序结构体变量。该结构体变量包含的信息有该站名线的车站站码、站名线ID、下行接车列车顺序链表、下行发车列车顺序链表、上行接车列车顺序链表和上行发车列车顺序链表。上/下行接发列车顺序链表中包含顺序号、列车车次号、列车ID、节点车站站码、接发车类型、接/发车时刻距调整的开始时刻的分钟数。
S122、对于多方向车站，以该车站在干线子图中的站名线为基准，合并在支线子图该车站的列车运行信息，创建多方向车站唯一的列车到发时刻顺序结构体变量。该结构体变量包含的信息有该站名线的车站站码、站名线ID、按列车运行方向和线别划分的接发列车顺序链表。按列车运行方向和线别划分的接发列车顺序链表中包含的信息有车站站码、站名线ID、列车运行方向、接发车类型、上/下一站站码。以附图2为例，多方向车站四此处共应创建6个接/发列车顺序链表：
链表1：站码为车站四的站码、站名线ID为车站四在第二个子图中站名线的ID、列车运行方向为下行、接发车类型为接车、上一站站码为车站三的站码。
链表2：站码为车站四的站码、站名线ID为车站四在第二个子图中站名线的ID、列车运行方向为下行、接发车类型为发车、下一站站码为车站五的站码。
链表3：站码为车站四的站码、站名线ID为车站四在第二个子图中站名线的ID、列车运行方向为下行、接发车类型为接车、上一站站码为车站接的站码。
链表4：站码为车站四的站码、站名线ID为车站四在第二个子图中站名线的ID、列车运行方向为上行、接发车类型为接车、上一站站码为车站五的站码。
链表5：站码为车站四的站码、站名线ID为车站四在第二个子图中站名线的ID、列车运行方向为上行、接发车类型为发车、下一站站码为车站三的站码。
链表6：站码为车站四的站码、站名线ID为车站四在第二个子图中站名线的ID、列车运行方向为上行、接发车类型为发车、下一站站码为车站九的站码。
S13、将待调整的运行线节点信息加入到对应的车站接发列车顺序链表中。按上述步骤S12中规定的标准车站的接发列车顺序链表和多方向车站的按列车运行方向和线别划分的接发列车顺序链表定义内容将待调整的运行线节点信息以节点为单位填入其中。
S2、调整步骤，具体包括：
S21、调整规则：
S211、以运行线节点为单位进行调整。
S212、运行线节点的调整顺序：由近及远，由上到下。
S22、调整流程：
S221、调整运行线节点的到达时刻。
运行线节点到达时刻调整流程如附图 3所示，包括：
S2211：进行区间慢行调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的到达时刻再次执行S2211，直至区间慢行不产生调整，执行S2212。
S2212：进行接车间隔调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的到达时刻再次执行S2211，否则执行S2213。
S2213：进行车站封锁调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的到达时刻再次执行S2211，否则执行S2214。
S2214：进行车站慢行调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的到达时刻再次执行S2211，否则执行S2215。
S2215：进行到达股道调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的到达时刻再次执行S2211，否则结束运行线节点的到达时刻的调整。
S222、调整运行线节点的出发时刻。
运行线节点出发时刻调整流程如附图 4所示，包括：
S2221：进行停站时间调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，直至停站时间不产生调整，执行S2222。
S2222：进行发车间隔调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，否则执行S2223。
S2223：进行车站封锁调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，否则执行S2224。
S2224：进行车站慢行调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，否则执行S2225。
S2225：进行区间封锁调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，否则S2226。
S2226：进行综合天窗/电网检修调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，否则S2227。
S2227：进行营业站图定发车时刻调整，若发生调整，则使用调整后的运行线节点的出发时刻再次执行S2221，否则结束运行线节点的出发时刻的调整。
S223、调整逻辑。
首先，对各参数进行说明：
：列车在车站的到达时刻。
：列车在车站的出发时刻。
：列车在车站的到达时刻。
：列车在车站的出发时刻。
：限速条件下列车在区间的运行时分。
：车站的接车间隔。
：车站的发车间隔。
：车站的第个车站封锁的开始时刻。
：车站的第个车站封锁的结束时刻。
：车站的第个车站慢行的开始时刻。
：车站的第个车站慢行的结束时刻。
：区间的第个区间封锁的开始时刻。
：区间的第个区间封锁的结束时刻。
：区间的第个综合天窗/电网检修的开始时刻。
：区间的第个综合天窗/电网检修的结束时刻。
：限速条件下列车在车站增加的运行时分。
：列车在车站的图定时刻，。
S2231、区间慢行调整。
以列车在本站的上一节点的出发时刻至列车在本站的到达时刻，判断该时间范围内、列车运行所在线路是否存在区间慢行，若不存在，则无需调整；否则按区间限速里程占区间里程的比例计算限速条件下列车在区间的运行时分。调整后的列车在车站的到达时间，按公式(1)计算。
(1)
S2232、接车间隔调整。
按标准车站和多方向车站两种类型的针对性调整。
对于标准车站，根据运行线节点的站码、站名线ID和运行方向找到其对应的接车顺序链表，如上述步骤S121中所述。然后再根据运行线ID、运行线节点到达车次号在此链表中找到该节点最近的前方节点在此站的到达时刻，按公式(2)进行判断，若满足，则无需再调整；若不满足，则按照公式(3)进行调整。
(2)
(3)
对于多方向车站，根据运行线节点的站码、站名线ID、列车运行方向、接发车类型、上/下车站站码找到其对应的接车顺序链表，如步骤S122中所述。然后再根据运行线ID、运行线节点到达车次号在此链表中找到该节点最近的前方节点在此站的到达时刻，按公式(2)进行判断，若满足，则无需再调整；若不满足，则按照公式(3)进行调整。
S2233、车站封锁调整。
对于到达时刻，根据运行线节点所在车站并按公式(4)判断运行线节点的到达时刻是否和该车站的封锁存在冲突。若不满足公式(4)，则无冲突，无需调整。若满足公式(4)，将增加判断车站封锁类型，满足如下三项判断条件的任一项，则需要调整，否则认为无冲突，不需要调整。调整时按公式(5)进行调整。
判断条件11：车站封锁类型为全站封锁，要调整。
判断条件12：车站封锁类型为咽喉，若封锁的咽喉方向与列车运行方向一致，则要调整。
判断条件13：车站封锁类型为股道，若封锁的股道与该列车在此车站要接入的股道一致，则要调整。
且 (4)
(5)
对于出发时刻，根据运行线节点所在车站并按公式(6)判断运行线节点的出发时刻是否和该车站的封锁存在冲突。若不满足公式(6)，则无冲突，无需调整。若满足公式(6)，将增加判断车站封锁类型，满足如下三项的任一项，则需要调整，否则认为无冲突，不需要调整。调整时按公式(7)进行调整。
判断条件21：车站封锁类型为全站封锁，要调整。
判断条件22：车站封锁类型为咽喉，若封锁的咽喉方向与列车运行方向一致，则要调整。
判断条件23：车站封锁类型为股道，若封锁的股道与该列车在此车站要接入的股道一致，则要调整。
且 (6)
(7)
S2234、车站慢行调整。
对于到达时刻，根据运行线节点所在车站并按公式(8)判断运行线节点的到达时刻是否涵盖在该车站的慢行范围内。若不满足公式(8)，则无冲突，无需调整。若满足公式(8)，将增加判断车站慢行范围是否涵盖该列车在此车站要接入的股道，若不涵盖，则无需调整。否则按照车站慢行的限速值计算该列车在此车站增加的运行时分，并结合公式(9)进行调整。
且 (8)
(9)
对于出发时刻，根据运行线节点所在车站并按公式(10)判断运行线节点的出发时刻是否涵盖在该车站的慢行范围内。若不满足公式(10)，则无冲突，无需调整。若满足公式(10)，将增加判断车站慢行范围是否涵盖该列车在此车站所是使用的股道，若不涵盖，则无需调整。否则按照车站慢行的限速值计算该列车在此车站增加的运行时分，并结合公式(11)进行调整。
且 (11)
(12)
S2235、到达股道调整。
以该运行线节点所在车站的到达时刻判断接入的股道在此时刻是否空闲，若空闲，则无需调整。若不空闲但允许调整股道，根据该列车在此车站接入所需的站台类型、运行方向、作业特征、接入线路与接入股道的连通性等条件，寻找满足接入条件的股道，如果能够找到，则将该列车在此车站的接入股道调整为找到的满足接入条件的股道；如果该车站没有满足接入条件的股道，则需要计算该股道可以接入的最早时刻，将该列车在此车站的接入时刻调整为得到的可以接入的最早时刻。若不空闲但不允许调整股道，则需要计算该股道可以接入的最早时刻，将该列车在此车站的接入时刻调整为得到的可以接入的最早时刻。
S2236、停站时间调整
根据公式(13)判断该运行线节点的出发时刻是否满足图定停站时分，若满足，则无需调整，否则按照公式(14)进行调整。
(13)
(14)
S2237、发车间隔调整。
按标准车站和多方向车站两种类型的针对性调整。
对于标准车站，根据运行线节点的站码、站名线ID和运行方向找到其对应的发车顺序链表，如步骤S121中所述。然后再根据运行线ID、运行线节点到达车次号在此链表中找到该节点最近的前方节点在此站的到达时刻，按公式(15)进行判断，若满足，则无需再调整；若不满足，则按照公式(16)进行调整。
(15)
(16)
对于多方向车站，根据运行线节点的站码、站名线ID、列车运行方向、接发车类型、上/下车站站码找到其对应的发车顺序链表，如步骤S122中所述。然后再根据运行线ID、运行线节点到达车次号在此链表中找到该节点最近的前方节点在此站的到达时刻，按公式(15)进行判断，若满足，则无需再调整；若不满足，则按照公式(16)进行调整。
S2238、区间封锁调整。
以列车在本站的出发时刻至列车在本站的下一车站的到达时刻，判断该时间范围内、列车运行所在线路是否存在区间封锁，若不存在，则无需调整；否则按公式(17)进行调整。
(17)
S2239、综合天窗/电网检修调整。
以列车在本站的出发时刻至列车在本站的下一车站的到达时刻，判断该时间范围内、列车运行所在线路是否存在综合天窗/电网检修，若不存在，则无需调整；否则按公式(18)进行调整。
(18)
S22310、营业站发车时刻调整
若该列车在此车站为营业站，则按照公式(19)进行判断，若满足，则无需调整，否则按照公式(20)进行调整。
(19)
(20)
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
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