[发明专利]列车运行计划调整过程的建模方法

说明书

技术领域

本发明属于列车运行计划调整技术领域，特别涉及一种利用分层递阶结构与Agent技术的列车运行计划调整过程的建模方法。

背景技术

随着高速铁路的投入使用，高速列车的列车运行计划越来越受到重视。列车运行计划编制及调整对列车的运行具有重要意义。日常铁路运输组织工作中，由于受货流、车流发生变化、线路施工、气候影响、自然灾害以及行车事故等影响，经常发生列车停运、加开、早点、晚点的情况。此时就要对相应的列车运行计划进行相应调整。

目前我国既有列车运行调整主要是依靠值班员人工调整，对于高速铁路这种落后的手工调整作业方式将严重影响铁路运输能力的充分发挥，也给行车安全带来隐患。因此，在常规铁路运行计划调整技术的基础上，从整个路网的角度出发，开展对高速客运专线运行计划调整方法的研究，具有较大的理论价值和广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对高速客运专线的特殊运营环境，提供一种利用分层递阶结构和Agent技术的列车运行计划调整过程的建模方法。

为了更方便地对模型层次进行划分和控制，本发明将路网内的节点和区段进行了重新定义：

节点：指连接三个及三个以上方向线路的交叉点；

区段：包括两节点之间所有的线路和车站。

本发明的技术方案包括下列步骤：

步骤1：在传统的运行计划调整模型基础上，结合大系统分层递阶控制理论，对模型分层为：列车层、列车群层、区段层以及路网层；

步骤2：基于列车层和列车群层构建属于控制级的列车及列车群Agent；

步骤3：基于区段层构建属于协调级的区段Agent；

步骤4：在区段Agent的基础上，构建节点Agent，此节点Agent也属于协调级；

步骤5：在路网层面上，构建属于组织级的区域Agent；

步骤6：通过列车及列车群Agent的信息采集及反馈，首先在区段线路Agent层形成各区段的可行方案集；

步骤7：通过节点Agent的判断选择功能，排除区段间相冲突的路径，形成路网层面可行列车开行方案集；

步骤8：通过区域Agent进行可行开行方案的择优选取；

步骤9：将寻优后的列车开行方案反馈给列车及列车群Agent执行；

步骤10：通过上述各层Agent的相互协调及循环过程，针对实时的列车运行状况，做出相应的列车开行方案的调整。

本发明实现了分层递阶结构及Agent技术在运行计划调整中的应用，设计合适的分层递阶模型，对求解问题进行降维、降阶以及并行处理，从而简化优化问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作详细说明：

图1为列车运行调整模型结构图；

图2为各Agent之间的信息交互图。

附图标记

a-路网层b-区段层c-列车群层d-列车层

具体实施方式

图1显示了基于分层递阶控制原理的列车运行调整模型分层结构。基于系统模型的分层结构，模型分别由四个Agent进行控制，列车层及列车群层由列车和列车层Agent控制、区段层由区段Agent控制、路网层由节点Agent和区域Agent控制。各Agent功能如下：

1)列车及列车群Agent

列车及列车群Agent负责采集相应的列车、线路、车站及设备状态信息。它是控制系统里的底层，它包含有具有分区段及整个路网状态、特点的知识、信息知识库。列车及列车群Agent与区段Agent和区域Agent进行信息交互，为进路的排列提供依据。而且列车及列车群Agent要向区域Agent传递实时的线路、列车等基础信息，以备区域Agent进行路网状态监控及运行计划选优时使用。

2)区段Agent

区段Agent由许多的小的线路Agent构成，每一个小的Agent控制路网内的一个区段。区段Agent与节点Agent、列车及列车群Agent和区域Agent进行信息交互。区段Agent具有根据突发事件的影响范围选择需要进行调整的区段和节点的功能，并可以通过从列车及列车群Agent知识库获得的列车、线路和信号等信息，为列车调整提供可行的进路安排，形成本区段内可行的所有开行方案并将所有的进路信息传递至节点Agent。此阶段是形成区段内初始列车运行计划可行解的过程。

3)节点Agent