对多条影响线路提供行车调整策略的方法及装置与流程

1.本文件涉及计算机技术领域，尤其涉及一种对多条影响线路提供行车调整策略的方法及装置。


背景技术：

2.随着轨道交通线路规模的不断扩大，部分城市线路数量已经达到3条以上，运营人数过百万，进入网络化运营阶段。由于线网规模的逐步扩大，线网中若某些节点失效，如某些区段线路故障、设备故障或出现车站大客流，会在轨道交通线网中快速传播，其影响范围和程度较单线更为深远。因此，如何面向单线故障，在线网层面对影响线路提出调整建议，在应急调度指挥中显得尤为重要。在现有运营中，线网调度员多凭借自身经验进行判断与调整。
3.现有实时行车调整专利多集中于异常线路的单线运行图调整或行车仿真，尚未考虑其他线路的衔接与配合。现有技术中的网络化运输组织策略，多是从计划层面，如开行方案的编制与运行图的编制出发，考虑线间配合完成运输服务。但从实时调度角度，尚未有线网层面的行车客流管控方案。
4.综上所述，在现有的线网调度调整过程中，由于没有先进的预判支持系统，调度员多凭借经验，根据故障发生的类型、故障发生的位置和时段，将故障影响的其他线路和波及范围进行预判，会存在由于经验不足，对故障影响范围以及传播速度判断不准确，未能及时对可能影响的线路和区域提前部署车辆资源或调整行车方式，致使故障影响没有得到有效控制与缓解。同时，当线网有多家运营企业参与时，需要多家单位共同根据自身运营区域线路客流特点与线路资源，协同讨论，无法在第一时间快速做出精准预判，错失处置最佳时机。此外，现有的线网级调整建议多是通过电话方式，联系单线行车调度员，自动化程度较低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法及装置，旨在解决现有技术中的上述问题。
6.本发明提供一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法，包括：
7.根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并基于所述换乘网络计算任意两点间的最短路径与替代路径；
8.根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。
9.本发明提供一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的装置，包括：
10.计算模块，用于根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并计算任意两点间的最短路径与替代路径；
11.策略模块，用于根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代
路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。
12.采用本发明实施例，面向单线故障场景，结合静态线网线路条件即换乘网络与线网客流转移情况即影响乘客数量，构建行车调整策略算法，对与故障线路有换乘关系或受故障影响线路提供行车调整建议。与现有的基于人工经验相比，可以面向更为复杂的线网情况，将事故影响范围控制在一定范围内，避免由于调度员经验不足导致的事态规模扩大以及向线网无限蔓延的情况。同时当线网中有多家运营公司时，可有效规避信息传递不畅、企业间信息纠缠导致处置不及时等，提升故障处置效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1是本发明实施例的从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法的流程图；
15.图2是本发明实施例的线网拓扑线网的示意图；
16.图3是本发明实施例的构建换乘网络的示意图；
17.图4是本发明实施例的从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的装置的示意图。
具体实施方式
18.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
19.方法实施例
20.根据本发明实施例，提供了一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法，图1是本发明实施例的从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法具体包括：
21.步骤101，根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并基于所述换乘网络计算任意两点间的最短路径与替代路径；其中，根据轨道交通线路情况构建换乘网络具体包括：
22.设置线网拓扑线网g＝(n,l)，其中，n为车站节点集合，l为相邻两站之间的旅行时间；
23.基于所述线网拓扑线网g＝(n,l)，提取换乘车站与线路起始站n’，构建换乘网络g’＝(n’,l’)，其中，l’为相邻两个换乘站站的分线路旅行时间。
24.通过上述处理，能够根据车站节点集合和相邻两站之间的旅行时间构建线网拓扑线网，并通过线网拓扑线网构建完整的换乘网络，为后续的路径计算提供基础。
25.计算任意两点间的最短路径与替代路径具体包括：
26.利用a*算法或删边法计算g’＝(n’,l’)网络任意两点间的k短路，得到任意两点间(a,b)的k短路集合；
27.按照旅行时间从高到低排序，得到p＝{(p1,c1),(p2,c2),...,(pk,ck)}，其中p1为a、b之间旅行时间最短的路径，c1为该路径下的旅行时间，k表示节点之间可行路径的数量。
28.通过上述处理，能够基于换乘网络通过a*算法或删边法得到任意两点间的最短路径与替代路径，并通过排序对数据进行梳理，为后续的计算提供基础。
29.步骤102，根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。其中，根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量包括：
30.根据事件影响的范围与时长对行车影响的判断情况，判断客流转移的规律并提出转移规律；
31.根据所述转移规律计算影响乘客数量。
32.通过上述处理，根据事件影响确定转移规律，从而根据转移规律计算出影响乘客数量，能够准确的计算出影响乘客数量，为后续计算提供基础。
33.根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议具体包括：
34.设当前时刻，线路发车间隔为h，线路最小发车间隔为hmin，则基于公式1根据影响乘客数量计算需要加开列车的数量n0：
35.n0＝60/hmin-60/h 公式1；
36.若n0》n，则在现有运行图中加开n量列车，n＝qa/c，其中，qa为影响乘客数量，c为列车定员；
37.若n0《n则确定现有线路行车能力已经无法满足客流需求，需在线路行车能力范围内，加开n0趟列车，并在前序换乘车站进行乘客引导选择其他交通方式出行。
38.通过上述处理，通过线路发车间隔h和线路最小发车间隔hmin计算需要加开列车的数量n0，并通过n0与n进行对比，能够准确的提供相应的行车与客流管控建议。
39.综上所述，本发明实施例：1)构建换乘站换乘网络，基于k短路搜索算法，分析部分区段失效情况下客流在线网内的转移规律，在线网层面为故障情况下快速锁定调整线路提供一定的依据。2)根据转移客流，给出影响线路行车调整与客运调整建议。
40.以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
41.根据轨道交通线路情况，构建换乘网络并计算任意两点间的最短路径与替代路径，根据事件影响的范围与时常，计算影响乘客数量并根据数量提供相应的行车与客流管控建议。具体实施步骤如下：
42.1)构建换乘网络
43.乘客在轨道交通线路中，通过换乘站实现不同线路之间的转移。当线路中某一车站或部分区段发生异常时，则需途径这些区域的乘客需换乘其他路线完成出行或放弃出行，因此，在如图2所示的线网拓扑线网g＝(n,l)的基础上，其中n为车站节点集合，l为相邻两站之间的旅行时间，提取换乘车站与线路起始站n’，构建换乘网络如图3所示的g’＝(n’,l’)。其中l’为相邻两个换乘站站的分线路旅行时间。
44.2)基于换乘网络进行k短路搜索
45.利用a*算法或删边法计算g’＝(n’,l’)网络任意两点间的k短路，得到任意两点间(a,b)的k短路集合，按照旅行时间从高到低排序，p＝{(p1,c1),(p2,c2),...,(pk,ck)}。其中p1为a、b之间旅行时间最短的路径，c1为该路径下的旅行时间。考虑到实际的操作性，选取k＝3，即任意两点间选取旅行时间从低到高排序，选取前三名路径。若节点之间可行路径小于3条，则保留可行路径即可。
46.如在图3的网络中，对于车站3与车站11之间，共有2条路径，分别是p1＝(3，5，10，11)，旅行时间为c1，另一条为p2＝(3，9，10，11)，旅行时间为c2。
47.3)故障情况下的客流转移规律
48.根据故障对行车的判断情况，判断客流转移的规律并提出转移规律。在图3的网络中，车站3至车站5区段出现异常，与原改区段旅行时间相比，增加旅行时间t。若该区段存在中断，则t为无穷大，若该区段存在缓行，则t为缓行增加的时长。
49.以车站3至车站11的客流为例，部分乘客由于p1旅行时间的增加向p2转移，转移客流量为
50.q＝q*[c2-1/(c2-1+(c1+t)-1)-c2-1/(c2-1+c1-1)]
[0051]
其中q为3-11od中的客流量，q为车站3至车站9至车站10增加的客流量。
[0052]
4)总转移客流量与行车客流调整方案
[0053]
根据3)的步骤，可以得到全路网经过车站3至车站5区段转移至车站3至车站9至车站10的客流量qa。根据qa计算需要加开列车的数量。其中c为列车定员，n为向上取整。
[0054]
n＝qa/c
[0055]
若当前时刻，线路发车间隔为h，线路最小发车间隔为hmin，则线路可增加的列车数量n0
[0056]
n0＝60/hmin-60/h
[0057]
若n0》n，则在现有运行图中加开n量列车。若n0《n则说明现有线路行车能力已经无法满足客流需求，需在线路行车能力范围内，加开n0趟列车，并在前序换乘车站，如车站9进行乘客引导选择其他交通方式出行，减少乘客对线网的冲击。
[0058]
综上所述，本发明实施例的技术方案可以面向更为复杂的线网情况，将事故影响范围控制在一定范围内，避免由于调度员经验不足导致的事态规模扩大以及向线网无限蔓延的情况。同时当线网中有多家运营公司时，可有效规避信息传递不畅、企业间信息纠缠导致处置不及时等，提升故障处置效率。
[0059]
装置实施例
[0060]
根据本发明实施例，提供了一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的装置，图4是本发明实施例的从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的装置的示意图，如图4所示，根据本发明实施例的从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的装置具体包括：
[0061]
计算模块40，用于根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并计算任意两点间的最短路径与替代路径；所述计算模块40具体用于：
[0062]
设置线网拓扑线网g＝(n,l)，其中，n为车站节点集合，l为相邻两站之间的旅行时间；
[0063]
基于所述线网拓扑线网g＝(n,l)，提取换乘车站与线路起始站n’，构建换乘网络g’＝(n’,l’)，其中，l’为相邻两个换乘站站的分线路旅行时间。
[0064]
利用a*算法或删边法计算g’＝(n’,l’)网络任意两点间的k短路，得到任意两点间(a,b)的k短路集合；
[0065]
按照旅行时间从高到低排序，得到p＝{(p1,c1),(p2,c2),...,(pk,ck)}，其中p1为a、b之间旅行时间最短的路径，c1为该路径下的旅行时间，k表示节点之间可行路径的数量。
[0066]
策略模块42，用于根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。所述策略模块42具体用于：
[0067]
根据事件影响的范围与时常对行车的判断情况，判断客流转移的规律并提出转移规律；
[0068]
根据所述转移规律计算影响乘客数量。
[0069]
设当前时刻，线路发车间隔为h，线路最小发车间隔为hmin，则基于公式1根据影响乘客数量计算需要加开列车的数量n0：
[0070]
n0＝60/hmin-60/h 公式1；
[0071]
若n0》n，则在现有运行图中加开n量列车，n＝qa/c，其中，qa为影响乘客数量，c为列车定员；
[0072]
若n0《n则确定现有线路行车能力已经无法满足客流需求，需在线路行车能力范围内，加开n0趟列车，并在前序换乘车站进行乘客引导选择其他交通方式出行。
[0073]
本发明实施例是与上述方法实施例对应的装置实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
[0074]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法，其特征在于，包括：根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并基于所述换乘网络计算任意两点间的最短路径与替代路径；根据事件影响的范围与时长，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据轨道交通线路情况构建换乘网络具体包括：设置线网拓扑线网g＝(n,l)，其中，n为车站节点集合，l为相邻两站之间的旅行时间；基于所述线网拓扑线网g＝(n,l)，提取换乘车站与线路起始站n’，构建换乘网络g’＝(n’,l’)，其中，l’为相邻两个换乘站站的分线路旅行时间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算任意两点间的最短路径与替代路径具体包括：利用a*算法或删边法计算g’＝(n’,l’)网络任意两点间的k短路，得到任意两点间(a,b)的k短路集合；按照旅行时间从高到低排序，得到p＝{(p1,c1),(p2,c2),...,(pk,ck)}，其中p1为a、b之间旅行时间最短的路径，c1为该路径下的旅行时间，k表示节点之间可行路径的数量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量包括：根据事件影响的范围与时长对行车影响的判断情况，判断客流转移的规律并提出转移规律；根据所述转移规律计算影响乘客数量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议具体包括：根据当前时刻线路发车间隔h和线路最小发车间隔hmin，计算需要加开列车的数量n0；若n0>n，则确定在现有运行图中加开n量列车，n＝qa/c，其中，qa为影响乘客数量，c为列车定员；若n0<n，则确定现有线路行车能力已经无法满足客流需求，在线路行车能力范围内，加开n0趟列车，并在前序换乘车站进行乘客引导选择其他交通方式出行。6.一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的装置，其特征在于，包括：计算模块，用于根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并基于所述换乘网络计算任意两点间的最短路径与替代路径；策略模块，用于根据事件影响的范围与时长，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：设置线网拓扑线网g＝(n,l)，其中，n为车站节点集合，l为相邻两站之间的旅行时间；基于所述线网拓扑线网g＝(n,l)，提取换乘车站与线路起始站n’，构建换乘网络g’＝(n’,l’)，其中，l’为相邻两个换乘站站的分线路旅行时间。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块具体用于：利用a*算法或删边法计算g’＝(n’,l’)网络任意两点间的k短路，得到任意两点间(a,
b)的k短路集合；按照旅行时间从高到低排序，得到p＝{(p1,c1),(p2,c2),...,(pk,ck)}，其中p1为a、b之间旅行时间最短的路径，c1为该路径下的旅行时间，k表示节点之间可行路径的数量。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述策略模块具体用于：根据事件影响的范围与时长对行车影响的判断情况，判断客流转移的规律并提出转移规律；根据所述转移规律计算影响乘客数量。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述策略模块具体用于：根据当前时刻线路发车间隔h和线路最小发车间隔hmin，计算需要加开列车的数量n0；若n0>n，则确定在现有运行图中加开n量列车，n＝qa/c，其中，qa为影响乘客数量，c为列车定员；若n0<n，则确定现有线路行车能力已经无法满足客流需求，在线路行车能力范围内，加开n0趟列车，并在前序换乘车站进行乘客引导选择其他交通方式出行。

技术总结
本说明书实施例提供了一种从线网层面对多条影响线路提供行车调整策略的方法及装置，其中，方法包括：根据轨道交通线路情况构建换乘网络，并计算任意两点间的最短路径与替代路径；根据事件影响的范围与时常，基于任意两点间的最短路径与替代路径，计算影响乘客数量，并根据所述影响乘客数量提供相应的行车与客流管控建议。流管控建议。流管控建议。


技术研发人员：卢恺 蒋湘宁 李亚 刘亚东
受保护的技术使用者：交控科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/7