[发明专利]基于交叉熵算法的列车多节拍协同运行的优化方法

说明书

本发明公开了一种基于交叉熵算法的列车多节拍协同运行的优化方法，包括步骤：以最小化各节拍单元列车总旅行时间为优化目标，以同节拍单元列车等时间间隔运行、同节拍单元列车最小与最大运行时间间隔限制等为约束，构建多节拍单元列车协同运行的优化模型；设计列车多节拍协同运行时刻表方案的解编码；初始化方案解的概率参数；基于给定概率参数值随机生成指定数量的方案解；对当前各方案解进行评价，选取其中一定数量的高质量方案解作为精英解，以此更新概率参数，并基于更新后的概率参数按概率生成新的方案解，如此不断更新概率参数、生成新的方案解至此满足任一给定的算法终止条件。

技术领域

本发明涉及列车运行调度或者列车时刻表优化领域，尤其涉及基于交叉熵算法的列车多节拍协同运行的优化方法。

背景技术

列车时刻表优化是在给定列车开行方案的基础上进一步确定列车在各车站的到达与出发时刻，使其在满足各类行车与运营时间要求的前提下最大化列车服务水平。随着我国高速铁路与航空、高速公路等客运方式市场竞争的加剧以及旅客出行服务要求的提高，提高列车时刻表编制质量能够有效提高旅客出行服务水平，这对高铁扩大市场份额、实现可持续发展具有重要现实意义。

目前国内外列车运行模式通常可分为周期运行与非周期运行两种，前者在日本、欧洲等国家应用较多，而后者为我国高铁主要采用的运行方式。既有有关列车运行时刻表编制方面的大量研究都是分别基于此两种运行方式而展开。如针对列车非周期运行时刻表优化，文献(Zhou X.,Zhong M..Single-track train timetabling with guaranteedoptimality:Branch-and-bound algorithms with enhanced lower bounds[J].Transportation Research Part B,2007,41(3),320-341.)以最小化列车旅行时间为优化目标，设计了列车运行图求解的分枝定界算法；文献(许红,马建军,龙建成.客运专线列车运行图编制模型及计算方法的研究[J].铁道学报,2007,29(2):1-7.)与文献(周文梁,史峰,陈彦.基于定序优化的客运专线列车运行图铺划方法[J].铁道学报,2010,32(1):1-7.)以减少高速铁路跨线列车旅行时间为目标，提出了高速铁路列车运行图优化的分层叠加方法与定序优化方法。此外，文献(唐金金,周磊山,冉锋,陈来成.基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法研究[J].铁道学报,2012,34(4):1-8.)还考虑列车牵引供电影响，采用列车群一体化仿真方法实现运行图软冲突的检测与剔除。