一种运营中断场景下的列车运行图自动调整方法与流程

1.本发明涉及城市轨道交通领域，具体来说，涉及城市轨道交通列车运行计划调整，更具体地说，涉及一种运营中断场景下的列车运行图自动调整方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，城市轨道交通越来越发达，极大地方便了人们的出行。其中，城市轨道交通列车是按照计划运行图执行从车站出发并按时到达指定车站，当发生异常情况时，列车会偏离原有的运行计划，造成列车晚点、乘客滞留等问题，需要调度员及时根据故障情况调整列车运行计划，减少故障对运营造成的影响。目前运行计划调整大多凭借调度员自身经验和能力，采用人工调整手段进行调整，缺乏自动化手段，调整效率低下。
3.运营中断是城市轨道交通中一种故障表现，例如，当发生道岔故障、计轴故障、线路故障等故障时，会导致列车在一段时间内无法通过某一区段，造成运营中断。该场景下的运行计划调整存在调整对象多、调整手段多、调整策略组合多样等问题，调整过程较为复杂。现有技术下有提出一种针对每辆列车进行运行计划调整的方案，例如中国专利申请cn202011612842.4(名称：列车运行图自动调整方法、装置、电子设备及介质)中提出了一种根据突发区间运营中断的特征，综合运用抽线、顺延晚点、区间或车站扣车、小交路折返等多种调度策略，对列车运行图进行快速滚动式调整，其针对列车逐一设置调度策略，使得不同列车在不同的车站进行折返，极大地增加了运行的复杂程度。
4.总体来说，目前对城市轨道交通运营中断条件下的运行计划调整方案均还不够深入，无法针对受运营中断影响的列车进行统一的调整，不仅极度依赖调度员的主观经验和操作娴熟度，调整效率低下且无法很好的实现列车运行图的自动调整。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种运营中断场景下的列车运行图自动调整方法，所述列车运行图中指示了各个条路线上的上行方向和下行方向的运行任务，所述方法包括：s1、实时响应于故障的发生，获取受故障影响导致运营中断的故障区段信息；s2、获取故障区段上行方向和下行方向上所有在线和即将上线的列车信息；s3、根据步骤s1中获得的受故障影响的区段信息以及步骤s2中获得的所有列车信息，基于列车中折策略将所有列车划分为通过列车集合、中折列车集合、积压列车集合；其中，所述通过列车集合中的每辆列车是已经通过故障区段的列车或是运行方向无故障的列车；所述中折列车集合中的每个列车是还未到达故障区段且支持在故障区段之前中折的列车；所述积压列车集合中的每个列车是无法在故障区段之前中折且未通过故障区段的列车或因反向列车中折导致其不能继续前行的列车；s4、根据列车运行图中指示的运行任务，基于步骤s3中的通过列车集合、中折列车集合、积压列车集合的信息调整列车运行图。本发明充分考虑了线路拓扑情况和运行约束条件，采用分区段运行的调整策略，以列车中折策略为基础将受影响的列车分为中折列车、积压列车和通过列车，即对于不同计划、位置、目的的列车采取不同的策略，快
速形成列车运行调整方案，提高了运行计划的可行性。
6.优选的，所述故障区段信息包括受故障影响的车站信息、故障发生的时间、故障持续时间、系统反应时间。通过获得这些信息，可以准确的判定故障持续时间内故障对运营的影响，由此可为判定受故障影响的具体列车提供准确的依据。
7.优选的，所述列车运行信息包括列车运行路线、计划到达每个车站的时间。通过在故障发生时，实时获取所有列车的运行路线和计划到达每个车站的时间，可以准确的判定受故障影响的车辆集合，由此可以更加准确的对列车进行运行计划调整。
8.优选的，所述步骤s3包括：s31、基于线路拓扑条件，针对故障区段分别确定上行列车和下行列车最远可到达车站、中折车站；其中，所述最远可到达车站为受故障区段影响、列车从始发站开始可以运行的最远车站，所述中折车站为支持到达故障区段前的列车中折的车站；s32、基于故障区段故障发生时间、故障持续时间、系统反应时间和中折车站的位置以及每辆列车计划到达每个车站的时间，在列车调整时间段内按照如下方式划分列车：将上行方向和下行方向上尚未离开其对应方向中折车站的列车划分到中折列车集合，将上行和下行方向上离开中折车站且未通过故障区段的列车以及因反方向列车中折导致其不能继续前行的列车划分为积压列车集合，将上行和下行方向上不受故障区段影响或通过故障区段的列车划分到通过列车集合，其中，所述列车调整时间段是[故障发生时间+系统反应时间，故障发生时间+故障持续时间]所限定的时间段。通过对故障持续时间内(即运营中断时间段内)的列车进行自动合理准确的划分，可以有效的提高列车运行图调整的效率。
[0009]
优选的，在所述步骤s4中，通过如下调整列车运行图：s41、基于列车集合、中折列车集合、积压列车集合中的信息，获得中折列车集合中每辆列车中折后到达折返后车站的时间；s42、为每一个折返后的列车配置其折返后车站所在方向上与其到达折返后车站的时间最接近的运行计划并更新运行图。通过之前划分的不同的列车集合，计算每个折返后的列车在折返方向上的到站时间，并为其分配该方向上最近时间的运行计划，相对于现有技术下的直接晚点等来说，可以极大的提高列车运行效率。
[0010]
优选的，所述步骤s4还包括：s43、将每个运行方向上满足运行计划所需数量之外多余的中折列车进行回库处理。通过将运行方向上多余的中折列车进行回库处理，可以减少中折车站的压力，减少列车积压，提高后续列车的运行效率。
[0011]
优选的，所述步骤s41包括：s411、获取中折列车集合汇总每辆列车到达中折车站的时间、列车清空时间、折返时间、列车最小追踪间隔以及列车折返后车站所在运行方向上已有列车基于运行任务到达该折返车站的时间；s412、基于步骤s411中获取的信息计算中折列车集合中每个运行方向上的每辆列车到达折返后车站的最早时间。通过计算折返列车的最早到站时间，可以更准确地调整其折返后方向上的列车运行计划。
[0012]
优选的，在所述步骤s412中，通过如下方式计算中折列车集合中每个运行方向上的每辆列车到达折返后车站的最早时间：计算中折列车集合中当前运行方向上的第一辆中折列车到达折返后车站的最早时间，其中，第一辆列车折返后车站所在运行方向上不存在与之冲突的列车时，第一辆列车到达折返后车站的最早时间为第一辆列车到达中折车站的时间、列车清空时间、折返时间之和；当第一辆列车折返后车站所在运行方向上存在与之冲突的列车时，第一辆列车到达折返后车站的最早时间为第一辆列车折返后车站所在运行方向上与之冲突的列车到达折返车站的时间、列车最小追踪间隔之和；基于中折列车集合中
当前运行方向上第一辆中折列车到达折返后车站的最早时间计算该方向上其他中折列车到达折返后车站的时间，其中，当前运行方向上的后续中折列车到达折返后车站的最早时间为第一辆中折列车到达折返后的时间、折返时间之和。通过充分考虑每个运行方向上已有列车的运行计划来准确的计算折返列车折返后的到站时间，由此可以更加准确地知道如何调整运行计划能够使列车运行更高效。
[0013]
与现有技术相比，本发明提供的列车运行图自动调整方法，充分考虑了线路拓扑情况和运行约束条件，采用分区段运行的调整策略，将受影响的列车分为中断列车、积压列车和通过列车，配合扣车、备车上线、列车回库等多种调整方法，对于不同计划、位置、目的的列车采取不同的策略，快速形成列车运行调整方案，提高了运行计划的可行性，无需依赖于调度员的主观经验和操作娴熟度，最终提升行车调度自动化水平，提升运营中断场景下调整的高效性和有效性，提升运营服务质量，提高调度处置效率。
附图说明
[0014]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0015]
图1为根据本发明实施例的列车运行图自动调整方法流程示意图；
[0016]
图2为根据本发明实施例的故障发生区段示例示意图；
[0017]
图3为根据本发明实施例的图2所示示例对应的列车原始运行示意图；
[0018]
图4为根据本发明实施例的采用本发明方法对图3中的运行图调整后的运行示意图。
具体实施方式
[0019]
为了使本技术实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]
如背景技术中所述的，现有技术下的列车运行图调整方案无法针对受运营中断影响的列车进行统一的调整，不仅极度依赖调度员的主观经验和操作娴熟度，调整效率低下且无法很好的实现列车运行图的自动调整。针对该问题，本发明提供针对运营中断场景下的列车运行图自动调整方案，概括来说，本发明方案包括如下几个方面：确定中断属性，并根据运营中断区段和中断持续时间确定故障影响的区段范围和受影响列车集合；基于分区段运行策略将受影响列车分为中折列车、积压列车和通过列车，分别调整受影响列车的行车路径以及在后续各站到发时间，直到运营恢复；确定受影响列车在故障持续期间及故障恢复后的后续执行车次。通过本发明的调整方法，充分考虑线路拓扑情况和运行约束条件，能够在运营中断时采用分区段运行的调整策略快速调整列车运行计划，以列车中折策略为基础将受影响的列车分为中折列车、积压列车和通过列车，即对于不同计划、位置、目的的列车采取不同的策略，快速形成列车运行调整方案，提高了运行计划的可行性，效避免由于人工调整不及时或不当引起的更大范围的延误，减少调度员工作强度，提升调度处置效率。本发明充分考虑了线路拓扑情况和运行约束条件，采用分区段运行的调整策略，以列车中
折策略为基础将受影响的列车分为中折列车、积压列车和通过列车，即对于不同计划、位置、目的的列车采取不同的策略，快速形成列车运行调整方案，提高了运行计划的可行性。
[0021]
为了更好的理解本发明，下面结合附图和实施例详细说明本发明。
[0022]
根据本发明的一个实施例，本发明提供一种运营中断场景下的列车运行图自动调整方法，如图1所示，当故障发生时，执行如下步骤：确定故障道岔对应的故障车站、可通行的最终车站、可中折车站、可入库车站分别针对上行方向和下行方向进确定可能受影响的列车集合(包括在线列车和即将上线的列车)；分别确定上行方向可以中折的列车集合、下行方向可以中折的列车集合；分别修改上行中折列车的折返计划以及下行中折列车的折返计划，即修改折返站发车时间、到达折返后车站的时间；分别确定上行方向积压的列车以及下行方向积压即积压在故障道岔前&中折列车前)的列车；分别修改上行积压列车后续运行计划以及下行积压立车后续运行计划，即至终点站后续各站台到发时间；分别确定上行方向通过列车以及下行方向通过列车(即可运行至终点的列车)；分别判断上行方向以及下行方向的折返间隔是否大于现有发车间隔，如果是的话，则计算各自对应反方向检车数量，其中，如果上行方向的折返间隔大于现有发车间隔，则计算下行方向减车数量，同理，如果下行方向的折返间隔大于现有发车间隔，则计算上行方向减车数量，如果折返间隔小于或等于现有发车间隔，则直接将各个运行方向的列车勾连；分别针对不同的运行方向，判断其反方向是否有入库车站，其中，针对上行方向，判断下行方向是否有入库车站，针对下行方向，则判断上行方向是否有入库车站，如果对应反方向没有入库车站，则在列车折返后会有列车积压，如果对应反方向有入库车站，则修改反方向通过列车入库计划，其中，针对上行方向，如果下行方向没有入库车站，则下行列车积压，修改下行通过列车后续运行计划即至终点前各站到发时间，如果下行方向有入库车站，则修改下行通过列车入库计划即是否入库、入库前/终点站钱各站到发时间，同理，针对下行方向，如果上行行方向没有入库车站，则上行列车积压，修改上行通过列车后续运行计划即至终点前各站到发时间，如果上行方向有入库车站，则修改上行通过列车入库计划即是否入库、入库前/终点站钱各站到发时间；最后将哥哥运行方向列车勾连，结束调整。本发明的调整方案充分考虑了线路拓扑情况和运行约束条件，采用分区段运行的调整策略，将受影响的列车分为中断列车、积压列车和通过列车，配合扣车、备车上线、列车回库等多种调整方法，对于不同计划、位置、目的的列车采取不同的策略，快速形成列车运行调整方案，提高了运行计划的可行性，无需依赖于调度员的主观经验和操作娴熟度，最终提升行车调度自动化水平，提升运营中断场景下调整的高效性和有效性，提升运营服务质量，提高调度处置效率。
[0023]
为了更清楚的说明本发明的执行过程，下面结合步骤详细说明本发明的方案如何实现。
[0024]
众所周知，无论是设备故障、线路故障等都可能形成故障道岔，造成整个线路运营中断，列车无法通过故障区段，导致后续列车晚点、积压，无法按计划执行运行任务。
[0025]
当列车运营控制系统发现设备或线路出现故障无法支持列车运行通过时，由系统或调度人员人工确认故障区段、预估故障时长(通过获得这些信息，可以准确的判定故障持续时间内故障对运营的影响，由此可为判定受故障影响的具体列车提供准确的依据)，并调用本发明的运营中断场景下的列车运行计划调整方案，采用双方向列车中折的方式调整运行计划。具体来说运营中断场景下的列车运行图动态调整方案所需输入有：故障情况(中断
区段、预计中断时长)、在线列车的实时状态及运行计划、备车数量及上线所需时间、线路拓扑条件、区间运行时间、站台停站时间、折返站情况(折返路径、最小折返时间、最小折返间隔)、站台清人时间(即列车清空时间)等，通过在故障发生时，实时获取所有列车的运行路线和计划到达每个车站的时间，可以准确的判定受故障影响的车辆集合，由此可以更加准确的对列车进行运行计划调整，获得这些信息后即可执行如下步骤来进行列车运行图动态调整：
[0026]
步骤1：基于线路拓扑条件，针对故障区段所在位置确定下上下行列车最远可到达车站as
up
(上行列车最远可达车站)和as
down
(下行列车最远可达车站)、中折车站ts
up
(上行列车中折车站)和ts
down
(下行列车中折车站)、可回库车站rs
up
(上行列车可回库车站)和rs
down
(下行列车可回库车站)。其中，某个方向上的最远可到达车站为受故障影响，该方向运行列车从始发站开始可以运行的最远车站，若故障区段导致单方向运营中断，则未受影响的运行方向的可通行最终车站为该运行方向的终到车站。某个方向上的中折车站为该方向上到达故障区段前支持列车中折的车站，中折车站必须具备良好的折返条件，对既有运行列车影响不大，一般选择有折返轨或离渡线较近的车站进行折返作业，其中，若寻找到对应的中折车站或运营中断区域为端点车站，则中折车站可设为null即没有中折车站。某个方向的可回库车站为该方向运行列车可进行回库的车站，若不存在回库车站或回库车站在故障区段影响范围内，则可回库车站也可设为null。
[0027]
步骤2：基于受故障影响的运营中断发生时间t0、系统反应时间srt、中断持续时间lt和中折车站(ts
up
和ts
down
)的位置，确定上下行方向在线和即将上线的列车中可进行中折的车次集合(上行方向中折列车集合表示为下行方向中折列车集合表示为针对中折列车车次集合中的列车，可在相应的中折车站进行清人、折返作业，修改该集合内所有车次的列车在折返前和折返后的运行计划。若不存在中折车站(ts
up
＝null或ts
down
＝null)，则不进行该操作。其中，在时间范围(t0+srt,t0+lt)内，某个运行方向上尚未离开该方向上中折车站的在线列车为该运行方向可进行中折的列车。其中上行方向中折列车集合中的所有列车应该满足：
[0028]
且
[0029]
其中，表示上行方向中折列车集合中第v辆列车到达中折车站的时间，表示上行方向中折列车集合中第v辆列车折返后的发车时间，也就是说，上行方向的列车能够中折的条件是列车应在故障发生后系统反应结束后并且要早于故障结束时间之前到达上行中折车站；
[0030]
下行方向中折列车集合中的所有列车应该满足：
[0031]
且
[0032]
其中，表示上行方向中折列车集合中第v辆列车到达中折车站的时间，表示上行方向中折列车集合中第v辆列车折返后的发车时间，与上行方向同理，下行方向的列车能够中折的条件是列车应在故障发生后系统反应结束后并且要早于故
障结束时间之前到达下行中折车站；。
[0033]
每个运行方向上的中折列车集合中的第一个列车按照原计划运行至中折车站，清人并进行折返。根据列车计划到达事件、清人时间、最短折返时间，可以确定中折列车在反向车站的最早到达时间，并考虑中折后列车与同方向运行列车之间的冲突，修正列车折返之后的运行时间。通过计算折返列车的最早到站时间，可以更准确地调整其折返后方向上的列车运行计划。
[0034]
例如，以下行列车折返为例：该列车计划到达下行方向中折车站ts
down
的时间为清人时间为该中折车站的最短折返时间为则在折返前车站ts
down
完成清人作业、在折返后车站ts
l
的最早到达时间为：
[0035][0036]
判断中折与和中折后运行方向(上行方向)列车是否存在冲突，确定折返后到达折返后车站ts
l
的时间。若上行方向存在列车到达ts
l
的时间晚于但已通过离开ts
l-1车站并通过了中断区域，则在清人车站即中折车站ts
down
等候，等待离开车站ts
l
，到达折返后车站ts
l
的时间修正为：
[0037][0038]
其中min h为最小追踪间隔，相应的在中折车站ts
down
的发车时间为：
[0039][0040]
否则，清人后立即发车，基于中折列车集合中的第一个列车在中折车站的发车时间、折返间隔，确定中折列车集合中后续列车在中折车站的折返计划(包括中折车站发车时间和中折后到达时间)，后续列车在折返站的发车时间需满足前后列车间隔大于折返间隔。以下行中折列车集合中的后续折返列车为例，根据前述实施例可以获得下行中折列车集合中的第一个列车在中折车站ts
down
的发车时间，那么后续列车在中折车站ts
down
的发车时间为：
[0041][0042]
后续列车完成折返作业后在折返后车站的最早到达时间为：
[0043][0044]
通过充分考虑每个运行方向上已有列车的运行计划来准确的计算折返列车折返后的到站时间，由此可以更加准确地知道如何调整运行计划能够使列车运行更高效。
[0045]
然后，基于中折后到达折返后车站ts
l
的最早到达时间确定该列车中折
后执行的列车运行计划，本发明中，为选择离最早到达时间最近的运行计划执行。通过计算每个折返后的列车在折返方向上的到站时间，并为其分配该方向上最近时间的运行计划，相对于现有技术下的直接晚点等来说，可以极大的提高列车运行效率。进一步地为避免折返至上行站台，过早占用上行站台资源阻碍别的列车的通行，选择执行运行计划在折返后车站的计划到达时间作为到达折返后车站的时间将列车停留在折返前车站直到折返后刚好为将执行运行计划在折返后车站的发车时间。对于确定了到达折返后车站的列车，按照计划的区间运行时间、车站停站时间运行至该运行方向的终点。
[0046]
上行中折列车集合中列车的计算方式与下行中折列车集合同理，本发明实施例中就不再赘述。
[0047]
步骤3：确定积压列车集合。已经离开中折车站的列车继续向前运行时，可能因为运营中断或反方向折返列车不能继续按照原计划向前运行而停留在站台或区间。基于故障区段、最远可到达车站(as
up
和as
down
)和中折车站(ts
up
和ts
down
)的位置，按照列车实际位置和到达顺序确定在运营中断后积压列车车次集合(上行方向积压列车集合表示为下行方向积压列车集合表示为针对积压列车车次集合中的列车，按顺序停留在车站或区间，并在故障恢复之后相继离开，并修改该集合内所有车次的列车在故障恢复前后的运行计划。若不存在中折车站(ts
up
＝null或ts
down
＝null)，则处理对象为故障发生后在(t0+srt,t0+lt时间范围内所有在线和即将上线的列车集合。需要说明的是，积压列车分为两类，一类是无法中折且还未通过故障区段的列车，另一类是因为反方向列车折返导致的积压列车。
[0048]
其中，若列车在其运行方向上的最远可到达车站(as
up
和as
down
)为终点站，则不存在因为反方向折返列车造成的积压，列车保持原计划继续行车至终点。若某个方向列车在t0+srt时刻已经离开该方向上最远可到达车站(as
up
和as
down
)但未通过故障区段，则该列车迫停在故障区间，成为中断时间内的积压列车，在故障恢复之后再继续运行，并修改该列车在故障持续时间内的最远可到达车站的下一站到达时间及后续车站到发时间；若某个方向的列车离开了该方向的中折车站(ts
up
和ts
down
)、未到达最远可到达车站(as
up
和as
down
)且前方有空闲站台，则按计划运行到达目标空闲站台、将站台占用情况修改为占用、待故障恢复之后按照第一个被积压列车在车站as
down
+1或as
down
的发车时间，增加最小发车间隔，安排后续列车依序离开车站或区间；若列车离开中折车站(ts
up
和ts
down
)、未到达最远可到达车站(as
up
和as
down
)且前方无空闲站台，则列车停留在最远可到达的区间，待故障恢复之后按照前车在车站的发车时间，按间隔依序离开。
[0049]
此外，若某个方向的列车通过了故障区段，且在对向列车折返后更晚到达相应车站，则列车不继续向前运行以便为反方向中折列车提供时间空间，其成为积压列车，以下行方向为例，是否成为积压列车的判断条件如下：
[0050]
[0051]
其中，表示下行方向上在站台ts
l
积压的列车集合，表示故障持续时间内，每个到达下行车站ts
l
(该车站为上行中折列车折返后车站)的下行列车均早于反方向最早折返列车到达下行车站ts
l
，表示后续下行列车到达下行车站ts
l
的时间均晚于第一个下行列车到达下行车站ts
l
的时间，这样在下行车站ts
l
处就没有列车积压；反之，如果故障持续时间内，每个到达下行车站ts
l
出的下行列车均晚于上行方向中折列车折返后最早到达该车站的时间，那么下行方向的列车因反方向列车折返积压在该车站处，且后续每个列车的发车时间均晚于积压列车最早发车时间。其中，需要说明的是，如果下行积压列车的下一站才是上行列车折返后的站台，且按照列车顺序前方存在空闲站台，则将中的列车按计划运行到达空闲站台、将站台占用情况修改为占用，并故障排除后按照上行方向最后一个折返列车在折返后车站的发车时间，增加最小发车间隔，安排后续列车依序离开车站或区间；如果前方不存在空闲站台，则将中的列车按计划运行到达最远目标区段，并在故障排除后按照上行方向最后一个折返列车在折返后车站的发车时间，增加最小发车间隔，安排后续列车依序离开车站或区间。
[0052]
步骤4：确定通过列车集合。故障持续期间未进行中折、未被积压的列车之外的其他列车为通过列车，这些列车可按照计划通行、运行至原计划终点，保持原有运行计划不变。
[0053]
步骤5：确定回库车辆。从上面的描述可知，列车折返期间会影响列车周转效率，为了提升列车周转效率，本发明对运行计划所需在线列车数量进行相应改变，具体来说，通过在故障持续时间内，将超过运行计划所需的多余的列车可选择合适的车辆段或停车场回库，避免对中断区段带来更大的压力。通过将运行方向上多余的中折列车进行回库处理，可以减少中折车站的压力，减少列车积压，提高后续列车的运行效率。
[0054]
根据本发明的一个实施例，所述步骤5包括：
[0055]
步骤51、确定在故障持续阶段需要减少的列车。其中，如果车辆折返间隔大于当前发车间隔(即(下行车辆折返间隔)》h
down
(下行车辆发车间隔)或者(上行车辆折返间隔)》h
up
(上行车辆发车间隔))，则折返列车需要减车、回库，减少对于中折车站的压力，减少的列车数量为故障持续阶段该方向中折车站基于运行图计划通过的列车数量n
returnup
(上行方向)和n
returndown
(下行方向)与基于调整后的中折计划实际可以通过的列车数量的差值；如果列车折返间隔小于或等于当前发车间隔，则不需要减车处理，则跳过步骤52、53、54。
[0056]
步骤52、根据线路拓扑结构，判断某个方向是否具备回库条件(即上下行方向是否具有回库车站rs
up
和rs
down
)。如果该方向没有车辆段或停车场，不支持列车入库/回段，则列车按原计划折返，运行至列车可以运行的最远车站等候，并在故障恢复后跟随前车运行；如果该方向有车辆段或停车场，支持列车回段，则执行步骤53、54。
[0057]
步骤53、对于中折列车集合中没来得及回库的列车(t0+srt时已经离开可回库车站rs
up
和rs
down
)，根据其自身所在位置及入库车站所在位置确定其处置方式及列车到发时
间：如果入库车站是最后一站并且已经指定了车次，则按计划行车、折返、积压；如果入库车站不是最后一站，则将其按顺序扣停在最后一站/区间，暂缓折返。
[0058]
步骤54、按顺序确定中折列车集合中来得及回库的列车并调整列车运行计划，回库列车总数量为n
return
。若列车为计划回库列车，则按计划回库，到发时间基于前车进行一定的修改；若列车为非计划回库列车，则调整运行计划为回库/回段。具体来说，首先计算第一辆入库列车的入库计划，即修改该车列车运行终到车站为入库车站，修改该车在可入库车站的发车时间，并取消该后续接续车次。以上行方向入库列车为例，其修改后的在可入库车站rdt1的发车时间为：其中，为到达入库车站的时间，为在入库车站清人时间。然后计算后续需要入库列车的入库计划，即修改该车列车运行终到车站为入库车站，基于第一辆入库列车的时间，修改该车在可入库车站的发车时间，取消该后续接续车次,仍以上行方向为例可知,其后续车辆在入库车站的翻车时间为：车站的翻车时间为：
[0059]
通过步骤2、3、4、5，可以实现对故障持续时间内(即运营中断时间段内)的列车进行自动合理准确的划分，可以有效的提高列车运行图调整的效率。
[0060]
步骤6、在确定在线列车的执行计划之后，基于修订后的中折列车集合、通过列车集合、回库列车集合中列车的运行计划，确定所有每一个列车的后续执行车次(除回库列车)，其勾连顺序如下：首先，针对sav
down
中列车savk，其接续列车为上行方向受影响列车集合中的中折或积压的列车(即不能按原计划运行的列车)，该车为在站的计划到达时间晚于第一辆列车(包含上行方向应用列车积压可能取消的车次)：如果该车为已发车车次，则使用临客车次，其始发站为中折车站折返后车站，终点站为终到车站，使用原车次在后续各站的到发时间；如果该车为取消的未发车车次，则将取消车次始发站改为中折车站折返后车站，终点站为终到车站，使用其原车次；然后，基于savk折返后列车的后续列车到达终点站的时间、最短折返时间，勾连其折返后可以接续的后续列车的车次或按照计划回库；其次，根据积压列车到达终点站的时间、最短折返的时间，勾连其折返后可以接续的后续列车的车次；再次，对于通过列车按照列车到达终点站的时间、最短折返的时间，勾连其折返后可以接续的后续列车的车次；最后，根据通过列车是否回库/回段以及未回库/回段情况下到达终点站的时间、最短折返的时间，勾连其折返后可以接续的后续列车的车次。
[0061]
由于根据列车集合调整运行计划以及调整运行图的具体操作是本发明技术人员已知的，所以本发明中仅对如何确定不同类型的列车集合进行了详细说明，其他不做赘述。
[0062]
从上述实施例可以看出，本发明提出了一套针对运营中断场景下列车运行动态调整的方法，结合行车调度的历史经验，充分利用了线路条件和备车资源，采取扣停、中折、回库、备车出库等策略，自动调整在线列车和即将上线列车的运行计划，尽可能地保证列车服务范围和服务频率，减少运营中断对整个运营的影响。相比于现有方法，本发明提出的调整方法可快速生成列车运行计划，符合调度系统的实际需求。
[0063]
为了更清楚地说明本发明，下面结合示例中的线路条件和道岔故障无法恢复的实例对本发明进行进一步的解释说明。
[0064]
根据本发明的一个示例，如图2所示，其展示了部分区段的站台信息(包括站a、b、c、e、d、f、g、h、i，上行方向为从站a开往站台b的方向，反方向为下行方向，同一个车站的上下行方向之间有道岔的是指可以进行中折的车站，例如站a、站c、站g)，t0＝08:12时刻站f前方道岔发生故障，导致该区段上下行方向列车无法通行，预计该故障15min后修复。然后分别确定中折列车集合、积压列车集合、通过列车集合和可入库列车等。其中，t0时刻的部分运行图执行情况如图3所示(图3仅为示意性的展示部分运行图，主要为了突出展示故障持续期间可能影响的列车，其他列车未能全部展示的列车并不影响本发明的理解)，其中，故障发生时共有9辆车在线上运行，上行方向列车4辆，车次号(按照列车从站a的发车时间早晚排序)为：062027、072028、012029、082030，下行方向列车5辆，车次号(按照列车从站i发车时间早晚排序)为：091032、031033、101034、041035、051036；在故障持续时间内(08:12-08:27)，共有5个车次计划上线，其中，上行方向计划上线的车次(按计划从站a的发车时间早晚排序)为022031、092032、032033，下行方向计划上线的车次(按计划从站i的发车时间早晚排序)为061037、071038。根据故障发生时间和列车运行计划时间来说，上行方向在故障发生时还没有通过故障车站f且支持中折(还没有通过支持中折的车站例如站a或站c)的列车有082030、022031和092032，下行方向在故障发生时还没有通过故障车站f且支持中折(还没有通过支持中折的车站g)的列车有041035、051036和061037。
[0065]
一、确定中折列车
[0066]
基于本发明的方法采用分区段运行策略，选择上下行方向后续分别在站c和站g进行中折，以维持一定的服务范围和服务频率。基于道岔发生位置和分区段运行策略，结合线路拓扑结构，确定上行方向最远可到达车站as
up
为站e，中折车站ts
up
为站c，回库车站rs
up
为站i；下行方向最远可到达车站as
down
为站a，中折车站ts
down
为站g，回库车站rs
down
为null。假定故障发生后系统反应时间srt为10s、清人操作时间为30s、站c和站g的最短折返时间为2min，上行方向、下行方向各站最小发车间隔为2min，站c的最小折返间隔为3min、站g的最小折返间隔为3min。
[0067]
针对上行方向中折车站c，在故障持续时间内晚于8:12:10、早于8:25:00离开c站的列车可在c站进行清人中折操作，这些可中折的车次包括：082030、022031和092032。
[0068]
针对第一辆中折列车082030，修改其路径为在c站上行站台终到、折返至c站下行站台，基于其运行计划到达c站上行站台的时间约为08:14:45，加上清人操作时间30和在c站折返时间2min，列车082030折返至c站下行站台的最早到达时间为08:17:15。列车082030到达c站下行站台后，其可执行下行列车101034的运行任务，该运行任务要求c站下行站台到达时间约为08:17:45，倒推列车082030在c站上行站台的发车时间应为8:15:45。
[0069]
对于后续中折列车022031，其计划到达c站上行站台的时间为08:19:20，加上清人操作时间30s，在c站上行站台最早的发车时间为08:20:20，和前车082030的发车时间8:15:45间隔4min35s，大于最小折返间隔3min，022031可按计划运行至c站上行站台进行清人折返操作，至c站下行站台的最早到达时间为08:22:20，然后在08:22:20到达c站下行站台后可执行下行列车041035的运行任务，相应地调整后续站台的到发时间，其中列车041035的
运行任务在c站下行站台到达时间约为08:24:30，倒推列车022031在c站上行站台的发车时间为08:22:30。
[0070]
同理，中折列车092032计划08:23:30到达c站上行站台，完成清人折返操作，最早08:24:00离开c站上行站台，和前车022011调整后的发车时间08:22:30间隔1min，小于最小折返间隔3min。基于最小发车间隔调整092032列车的发车时间为08:25:30，并最早于08:27:30完成折返到达c站下行站台。092032列车在08:27:30到达c站下行站台后可执行下行列车051036的运行任务，其中列车051036的运行任务在c站下行站台到达时间约为08:30:15，倒推该车在c站上行站台的发车时间为08:28:15。
[0071]
针对下行方向中折车站g，在故障持续时间内晚于8:12:10、早于8:25:00离开g站的列车可在g站进行清人中折操作，这些可中折的车次包括：041035、051036和061037。
[0072]
针对第一辆中折列车041035，修改其路径为在g站下行站台终到、折返至g站上行站台。基于其运行计划到达g站下行站台的时间约为08:13:15，加上清人操作时间30和在g站折返时间2min，该车折返到达g站上行站台的最早到达时间为08:15:45。到达g站上行站台后，列车041035可执行上行列车012029的运行任务，其中上行列车012029的运行任务在g站上行站台到达时间约为08:21:05，倒推列车041035在g站下行站台的发车时间为08:19:05。
[0073]
对于后续中折列车051036，其计划到达g站下行站台的时间为08:19:15，加上清人操作时间30s，在g站下行站台可能的发车时间为08:19:45，和前车041035的发车时间08:19:05间隔为45s，小于最小折返间隔3min。基于最小发车间隔调整051036列车的发车时间为08:22:05，并最早于08:24:05完成折返到达g站上行站台。041035在08:24:05到达g站上行站台后可执行上行列车082030的运行任务，其中列车082030的运行任务在g站上行站台到达时间约为08:25:20，倒推041035在g站下行站台的发车时间为08:23:20。
[0074]
同理，中折列车061037计划08:26:50到达g站下行站台，完成清人折返操作，最早08:27:20到达g站下行站台，和前车051036调整后的发车时间08:23:20间隔4min，大于最小折返时间3min，061037可按计划运行至g站下行站台进行清人折返操作，至g站上行站台的最早到达时间为08:25:20。061037在08:25:20到达g站上行站台后可执行上行列车022031的运行任务，其中上行列车022031的运行任务在g站上行站台到达时间为08:31:10，倒推061037在g站下行站台的发车时间为08:29:10。
[0075]
二、确定积压列车集合
[0076]
根据图2可知，针对上行方向运行列车最远可到达的车站为运营中断区段前车站e。在故障持续阶段，08:12:10之后离开中断区段，且发车时间早于中折列车082030的列车为积压列车，包括：012029。针对第一辆积压列车012029，该车计划08:15:25点到达最远可到达站e上行站台。此时站e上行站台为空闲车站，则扣停012029于车站e上行站台直到故障完全恢复，并于08:27:00发车。后续各站到发时间需要和前车保持最小发车间隔。
[0077]
针对下行方向运行列车不存在中断区段，最远可运行至下行方向终点车站站a。该情况下，下行方向列车为为上行方向中折列车提供时间空间，在上行中折车站站c前形成积压，列车最远可到达上行方向中折车站站c前方车站站d。上行第一辆中折列车082030于08:
17:45到达c站下行站台，则下行方向运行列车中计划到达c站下行站台的时间晚于08:17:45，且发车时间早于中折列车041035的列车为积压列车，包括：101034。针对第一辆积压列车101034，该车计划08:15:30点到达最远可到达站d下行站台。此时站d下行站台为空闲车站，则扣停101034于车站d下行站台直道故障完全恢复，于08:27:00发车。后续各站到发时间需要和前车保持最小发车间隔。
[0078]
三、确定通过列车集合
[0079]
故障持续阶段内所有在线和即将上线的列车中，除去进行中折、未被积压的列车还存在下行方向运行列车091032、031033、071038和上行方向运行列车062027、072028、032033，这些列车为通过列车，保持原有运行计划运行至终点。由于前面假定假定故障发生后系统反应时间srt为10s，上行方向、下行方向小交路最小折返间隔为3min，当前上下行发车间隔约为5min中，大于最小折返间隔3min，因此既有折返间隔支持所有在线列车维持小交路折返，不需要回库。
[0080]
基于修改后的列车后续执行计划，按照列车到达终点车站的前后顺序进行勾连。
[0081]
假设临客列车的车次头码设为80，针对上行中折列车，中折列车082030在c站折返后执行101034的运行任务，故障发生时101034已经发车，赋予082030中折后列车临客车次801001；中折列车022031在c站折返后执行041035的运行任务，故障发生时041035已经发车，赋予022031中折后列车临客车次801002；中折列车092032在c站折返后执行051036的运行任务，故障发生时051036已经被赋予车次号，赋予092032中折后列车临客车次801003。针对下行中折列车，中折列车041035在g站折返后执行012029的运行任务，故障发生时012029已经发车，赋予041035中折后列车临客车次802001；中折列车051036在g站折返后执行082030的运行任务，故障发生时082030已经发车，赋予051036中折后列车临客车次802002；中折列车061037在g站折返后执行022031的运行任务，故障发生时022031尚未赋予车次号，但是该车次未被取消将被使用，因此赋予061037中折后列车临客车次802003。
[0082]
对于中折后的列车到达终点后，按照其执行运行计划对应的列车进行勾连或回库操作。
[0083]
针对积压列车，则按照其到达终点的时间勾连其可以勾连的后续列车。上行积压列车012029到达终点站站i后可以勾连091040车次；下行积压列车101034到达终点站站a后可以勾连062037车次。
[0084]
对于通过车次则按照其到达终点的时间勾连其可以勾连的后续列车。上行方向通过列车062027、072028、032033分别勾连061037、071038、031041，下行方向通过列车091032、031033、071038分别勾连092032、032033、072038。
[0085]
基于上述步骤最终形成运行图调整计划，如图4所示，展示了调整后的部分列车运行图，可以看到，在故障持续期间，无法通过故障区段的列车中折后，与折返后方向的列车勾连后继续运行，可以极大地提高列车运行效率。
[0086]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设
计语言java和直译式脚本语言javascr ipt等。
[0087]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0088]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0089]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0090]
尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
[0091]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种运营中断场景下的列车运行图自动调整方法，所述列车运行图中指示了各个条路线上的上行方向和下行方向的运行任务，其特征在于，所述方法包括：s1、实时响应于故障的发生，获取受故障影响导致运营中断的故障区段信息；s2、获取故障区段上行方向和下行方向上所有在线和即将上线的列车信息；s3、根据步骤s1中获得的受故障影响的区段信息以及步骤s2中获得的所有列车信息，基于列车中折策略将所有列车划分为通过列车集合、中折列车集合、积压列车集合；其中，所述通过列车集合中的每辆列车是已经通过故障区段的列车或是运行方向无故障的列车；所述中折列车集合中的每个列车是还未到达故障区段且支持在故障区段之前中折的列车；所述积压列车集合中的每个列车是无法在故障区段之前中折且未通过故障区段的列车或因反向列车中折导致其不能继续前行的列车；s4、根据列车运行图中指示的运行任务，基于步骤s3中的通过列车集合、中折列车集合、积压列车集合的信息调整列车运行图。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障区段信息包括受故障影响的车站信息、故障发生的时间、故障持续时间、系统反应时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述列车运行信息包括列车运行计划、列车计划到达每个车站的时间。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s3包括：s31、基于线路拓扑条件，针对故障区段分别确定上行列车和下行列车最远可到达车站、中折车站；其中，所述最远可到达车站为受故障区段影响、列车从始发站开始可以运行的最远车站，所述中折车站为支持到达故障区段前的列车中折的车站；s32、基于故障区段故障发生时间、故障持续时间、系统反应时间和中折车站的位置以及列车计划到达每个车站的时间，在列车调整时间段内按照如下方式划分列车：将上行方向和下行方向上尚未离开其对应方向中折车站的列车划分到中折列车集合，将上行和下行方向上离开中折车站且未通过故障区段的列车以及因反方向列车中折导致其不能继续前行的列车划分为积压列车集合，将上行和下行方向上不受故障区段影响或通过故障区段的列车划分到通过列车集合，其中，所述列车调整时间段是[故障发生时间+系统反应时间，故障发生时间+故障持续时间]所限定的时间段。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤s4中，通过如下调整列车运行图：s41、基于列车集合、中折列车集合、积压列车集合中的信息，获得中折列车集合中每辆列车中折后到达折返后车站的时间；s42、为每一个折返后的列车配置其折返后车站所在方向上与其到达折返后车站的时间最接近的运行计划并更新运行图。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤s4还包括：s43、将每个运行方向上满足运行计划所需数量之外多余的中折列车进行回库处理。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤s41包括：s411、获取中折列车集合汇总每辆列车到达中折车站的时间、列车清空时间、折返时间、列车最小追踪间隔以及列车折返后车站所在运行方向上已有列车基于运行任务到达该折返车站的时间；
s412、基于步骤s411中获取的信息计算中折列车集合中每个运行方向上的每辆列车到达折返后车站的最早时间。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤s412中，通过如下方式计算中折列车集合中每个运行方向上的每辆列车到达折返后车站的最早时间：计算中折列车集合中当前运行方向上的第一辆中折列车到达折返后车站的最早时间，其中，第一辆列车折返后车站所在运行方向上不存在与之冲突的列车时，第一辆列车到达折返后车站的最早时间为第一辆列车到达中折车站的时间、列车清空时间、折返时间之和；当第一辆列车折返后车站所在运行方向上存在与之冲突的列车时，第一辆列车到达折返后车站的最早时间为第一辆列车折返后车站所在运行方向上与之冲突的列车到达折返车站的时间、列车最小追踪间隔之和；基于中折列车集合中当前运行方向上第一辆中折列车到达折返后车站的最早时间计算该方向上其他中折列车到达折返后车站的时间，其中，当前运行方向上的后续中折列车到达折返后车站的最早时间为第一辆中折列车到达折返后的时间、折返时间之和。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至6任一所述方法的步骤。10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种运营中断场景下的列车运行图自动调整方法，包括：S1、实时响应于故障的发生，获取受故障影响导致运营中断的故障区段信息；S2、获取故障区段所有在线和即将上线的列车信息；S3、根据受故障影响的区段信息以及所有列车信息，基于列车中折策略将所有列车划分为通过列车集合、中折列车集合、积压列车集合；S4、根据列车运行图中指示的运行任务，基于步骤S3中的通过列车集合、中折列车集合、积压列车集合的信息调整列车运行图。本发明充分考虑了线路拓扑情况和运行约束条件，采用分区段运行的调整策略，以列车中折策略为基础将受影响的列车分为中折列车、积压列车和通过列车，快速形成列车运行调整方案，提高了运行计划的可行性。划的可行性。划的可行性。


技术研发人员：曹楠 赵剑华 李仲华 张妍 杜薇 张传琪
受保护的技术使用者：北京市基础设施投资有限公司 北京市轨道交通建设管理有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/4/18