一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法与流程

1.本发明涉及轨道交通区段划分领域，具体涉及一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法。


背景技术：

2.目前，部分区域的铁路机场联络线采用ctcs-2级列车控制系统，是基于轨道电路和点式信息设备传输列车运行许可信息，并采用目标—距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。该系统面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，是一种点连式列车运行控制系统。为了保证行车安全，提高列车运输能力，首先需要实现快速完成高速铁路闭塞分区长度设计的功能，其次需要对闭塞分区划分问题进行进一步的优化。
3.为此，本发明提出一种基于优化运行间隔的轨道区段划分的方法，通过计算机对车辆加减速的仿真模拟、线路数据的仿真和运行间隔的计算；调整运行间隔的时间，达到优化闭塞区段划分的目的。


技术实现要素：

4.为达到上述目的，本发明提供了一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，包含以下步骤：
5.步骤1、获取包括铁路线路数据、进路数据、列车运行数据；
6.步骤2、计算列车在线路上最不利制动距离长度，获取轨道电路的极限长度，计算列车时间间隔；
7.步骤3、按照步骤2的计算结果和经验值，初步划分区段长度；
8.步骤4、根据初步划分的区段，分别计算各个区段时间间隔，若区段时间间隔满足预设值则划分完成，否则，进入步骤5；
9.步骤5、找出区段时间间隔瓶颈，通过改变瓶颈区段的距离，重新划分区段长度直到满足所有区段均满足时间间隔的要求。
10.进一步地，所述步骤3中初步划分的区段还需满足：闭塞分区长度的检查、列车起动检验、追踪间隔时间的检算、线路条件的检查。
11.进一步地，闭塞分区长度的检查包括以下内容：所述闭塞分区长度不超过轨道电路的极限长度。
12.进一步地，列车起动检验包括以下内容：列车在信号机前方停车后是否能够重新起动，对于不能够重新启动的重新调整信号机位置。
13.进一步地，追踪间隔时间的检算包括以下内容：检测信号机之间的列车追踪间隔时间是否满足预定的间隔时间要求。
14.进一步地，线路条件的检查包括以下内容：检查信号机是否安放在不合适的包括弯道、大桥、隧道内的地点处，若信号机安放位置不合适则进行调整。
15.进一步地，所述铁路线路数据包含：铁路站与站之间的距离、道岔位置、股道信息、坡度信息、限度信息。
16.进一步地，所述进路数据包括：进路名、始端信号机名称、道岔、轨道区段、经由股道信息；
17.进一步地，所述列车运行数据包括：最大加速度信息、不同速度下的最大减速度信息、列车的最高限速信息、列车长度。
18.进一步地，所述铁路线路数据从铁路站场数据文件中获取。
19.本发明具有以下有益效果：
20.1、根据实际线路数据和实际车辆性能作为计算参数，提高了该划分方法结果的可靠性；
21.2、设计了时间间隔，计算出前后车的实时位置，进而推算出最小时间间隔，提升了结果的精度；
22.3、优化区段分割结果，提升列车通行效率。
附图说明
23.图1为本发明的优化区段流程图；
24.图2为最小时间间隔算法流程图。
具体实施方式
25.以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
26.本发明根据实际线路和运行列车的实际情况，采用一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，以提高列车通行效率，如图1所示，所述区段划分方法包含以下步骤：
27.步骤1、获取包括铁路线路数据、进路数据、列车运行数据；，所述铁路线路数据从铁路站场数据文件中获取，铁路线路数据包含：铁路站与站之间的距离、道岔位置、股道信息、坡度信息、限度信息。所述进路数据即列车可能通过的线路的信息，主要包括：进路名、始端信号机名称、道岔、轨道区段、经由股道信息；所述列车运行数据主要包括列车加减速的能力数据，包括：最大加速度信息、不同速度下的最大减速度信息、列车的最高限速信息、列车长度。
28.步骤2、计算列车在线路上最不利制动距离长度，区段划分长度不应小于这个制动距离，获取轨道电路的极限长度，闭塞分区长度一般不要超过轨道电路的极限长度，计算列车时间间隔。进一步地，参考如图2所示的列车时间间隔计算方法，计算出前后车的实时位置，设置成每0.1s记录一次前后列车位置，进而推算出最小时间间隔，从而提升了时间间隔
的精度。
29.步骤3、按照步骤2的计算结果和经验值，初步划分区段长度；并对区段进行检查，是否满足以下条件：
30.(1)闭塞分区长度的检查，具体地，闭塞分区长度一般不能超过轨道电路的极限长度，因此，需根据实际情况，尽可能地调整信号机的位置，以满足轨道电路的要求。如果某些闭塞分区长度超过了轨道电路极限长度，则可通过适当降低列车运行速度或者增加分割点的方式来满足要求。对不满足制动距离要求的闭塞分区进行调整，以保证行车安全。
31.(2)列车起动检验，具体地，列车在信号机前方停车后是否能够重新起动需要进行检验，尤其是设置在上坡度的通过信号机，应进行起动验算。其检验过程为：将列车置于要检验的信号机前方，利用列车起动算法计算列车的牵引力是否满足需要。若不满足起动要求且位置不能进行调整的，则必须设置容许信号。
32.(3)追踪间隔时间的检算，具体地，按列车追踪间隔模型，对各种车型进行追踪间隔时间的检算。如果信号机之间的列车追踪间隔时间大于给定的间隔时间，则需要对相应信号机位置进行调整，然后重新进行各项检验直到满足要求为止。
33.一般来说，区间追踪间隔时间裕量很大，可以适当延长区间的某些闭塞分区长度，减少信号机及轨道电路数量，节省投资。对于接近车站的闭塞分区来说，应按确定的最小闭塞分区长度布点，尽可能地减小发车和到站间隔时间。
34.(4)线路条件的检查，因许多地点并不适合设置信号机，如弯道处视距较近的地点附近，大桥与隧道内等，应尽量避免信号机设在这些地段，对于该些地段进行检查并调整信号机位置避开上述地段。
35.步骤4、根据初步划分的区段，分别计算各个区段时间间隔，若区段时间间隔满足预设值则划分完成，否则，进入步骤5。
36.步骤5、找出区段时间间隔瓶颈，通过改变瓶颈区段的距离，重新划分区段长度直到满足所有区段均满足时间间隔的要求。
37.根据上述划分方法，本发明对a、b两站的区段进行如下初步划分，参考表1。
38.表1区段划分表
39.里程类型名称长度站名k31+280出站信号机sii-xn518a站k31+798出站口s1lq782 k32+580通过信号机3261295 k33+875通过信号机3381351 k35+226通过信号机3521317 k36+543通过信号机3661306 k37+849通过信号机3781275 k39+124通过信号机3921304 k40+428通过信号机4041213 k41+641进站信号机s-xii528b站
40.设置在此线路(a、b之间)上限速为实际运行速度160km/h，站内侧线停车限速为45km/h。列车选取crh6型进行计算，得出的区间追踪间隔时间i
区
、前后列车不停站通过车站
追踪间隔时间i
通
、列车发车间隔时间i
发
、列车接车进站的间隔时间i
到
。计算结果统计如下表2所示：
41.表2区段追踪间隔时间表
[0042][0043][0044]
从表可以看出，步骤3中的初步划分区间追踪间隔时间i
区
和前后列车不停站通过车站追踪间隔时间i
通
的最大值为120s。发车间隔i
发
为80s，接车间隔i
到
为187s。最终确定的a站到b站的追踪间隔为187s。根据各区段间隔对区段进行优化划分，参考表3
[0045]
表3优化区段划分表
[0046]
里程类型名称长度站名k31+280出站信号机sii-xn518a站k31+798出站口s1lq782 k32+580通过信号机3521466 k34+046通过信号机3661466 k35+530通过信号机3782323 k37+853通过信号机3922324 k40+177通过信号机4041464 k41+641进站信号机s-xii528b站
[0047]
优化区段后，计算结果统计如下表4所示：
[0048]
表4优化区段时间间隔表
[0049]
信号机位置类型追踪间隔时间(s)k31+798出站80
k32+580通过97k34+046通过93k35+530通过118k37+853通过134k40+177通过117k41+641进站152
[0050]
可以看出，在各追踪间隔时间中，区间的追踪间隔时间最小，同方向到站停车追踪间隔时间最大。同方向到站停车追踪间隔时间成为最终追踪间隔时间最主要的限制因素，通过优化区段划分后，到站追踪间隔大大下降，优化了区段划分。
[0051]
综上所述，本发明具有以下有益效果：
[0052]
1、根据实际线路数据和实际车辆性能作为计算参数，提高了该划分方法结果的可靠性；
[0053]
2、设计了时间间隔，计算出前后车的实时位置，进而推算出最小时间间隔，提升了结果的精度；
[0054]
3、优化区段分割结果，提升列车通行效率。
[0055]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、获取包括铁路线路数据、进路数据、列车运行数据；步骤2、计算列车在线路上最不利制动距离长度，获取轨道电路的极限长度，计算列车时间间隔；步骤3、按照步骤2的计算结果和经验值，初步划分区段长度；步骤4、根据初步划分的区段，分别计算各个区段时间间隔，若区段时间间隔满足预设值则划分完成，否则，进入步骤5；步骤5、找出区段时间间隔瓶颈，通过改变瓶颈区段的距离，重新划分区段长度直到满足所有区段均满足时间间隔的要求。2.如权利要求1所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，所述步骤3中初步划分的区段还需满足：闭塞分区长度的检查、列车起动检验、追踪间隔时间的检算、线路条件的检查。3.如权利要求2所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，闭塞分区长度的检查包括以下内容：所述闭塞分区长度不超过轨道电路的极限长度。4.如权利要求2所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，列车起动检验包括以下内容：列车在信号机前方停车后是否能够重新起动，对于不能够重新启动的重新调整信号机位置。5.如权利要求2所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，追踪间隔时间的检算包括以下内容：检测信号机之间的列车追踪间隔时间是否满足预定的间隔时间要求。6.如权利要求2所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，线路条件的检查包括以下内容：检查信号机是否安放在不合适的包括弯道、大桥、隧道内的地点处，若信号机安放位置不合适则进行调整。7.如权利要求1所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，所述铁路线路数据包含：铁路站与站之间的距离、道岔位置、股道信息、坡度信息、限度信息。8.如权利要求1所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，所述进路数据包括：进路名、始端信号机名称、道岔、轨道区段、经由股道信息；9.如权利要求1所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，所述列车运行数据包括：最大加速度信息、不同速度下的最大减速度信息、列车的最高限速信息、列车长度。10.如权利要求7所述的一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，其特征在于，所述铁路线路数据从铁路站场数据文件中获取。

技术总结
本发明涉及一种基于优化运行间隔的轨道区段划分方法，包含以下步骤：步骤1、获取包括铁路线路数据、进路数据、列车运行数据；步骤2、计算列车在线路上最不利制动距离长度，获取轨道电路的极限长度，计算列车时间间隔；步骤3、按照步骤2的计算结果和经验值，初步划分区段长度；步骤4、根据初步划分的区段，分别计算各个区段时间间隔，若区段时间间隔满足预设值则划分完成，否则，进入步骤5；步骤5、找出区段时间间隔瓶颈，通过改变瓶颈区段的距离，重新划分区段长度直到满足所有区段均满足时间间隔的要求。本方法的结果可靠，划分结果可以提升列车通行效率。列车通行效率。列车通行效率。


技术研发人员：张博理
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/3/28