[发明专利]面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法

权利要求书

1.一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法，其特征在于，包括：

分析和总结突发事件不确定性下的列车运行计划调整风险控制问题中的假设条件，并确定模型参数和决策变量；

根据突发事件持续长度的不确定性，以最小化列车到达和出发晚点成本的风险价值为优化目标，并满足相关约束；

基于以上两个步骤建立不确定性的列车运行计划调整模型，并通过CPLEX进行求解，得到决策变量在设定的置信度β下对应的场景中调整之后列车进入车站和离开车站的最优时间，以及列车在区间的最优次序。

2.根据权利要求1所述的一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法，其特征在于，所述列车运行计划调整风险控制问题中的假设条件包括：

不考虑动车组运用和乘务计划调整；

运行计划调整的方式仅包括调整列车到发时间和次序；

突发事件为区间封锁；

高速列车在双线上运行时，只考虑下行线的调整；

突发事件发生之前所有列车按图运行；

已经进入突发事件导致封锁区间的列车继续按图行车；

突发事件总数为1，其持续时间为分布已知的随机变量，范围在两个相邻车站之间；

列车运行图中车站和区间从上往下依次编号，按照车站-区间-车站-区间-车站的顺序，车站总数比区间总数多1。

3.根据权利要求1所述的一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法，其特征在于，

所述模型参数包括：列车i在进入车站j晚点的单位成本考虑接车晚点时为1，否则为0；列车i在进入车站j晚点的单位成本考虑接车晚点时为1，否则为0；列车i原计划进入车站j时间列车i原计划离开车站j时间列车i始发车站编号α_i；列车i终到车站编号β_i；列车i在的车站j最小作业时间d_ij；列车i在的区间k最小运行时分r_ik；区间最小追踪间隔H_k；突发事件起始时间场景s下突发事件持续时间T_dis(s)；突发事件发生的区间k*；其中，不同场景下不确定的突发事件持续时间不同；

所述决策变量包括：在场景s下列车i进入车站j的时间在场景s下列车i离开车站j的时间在场景s下列车i和列车l在区间k的次序q_ilk(s)，当列车i先于列车l进入区间k时为1，否则为0。

4.根据权利要求3所述的一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法，其特征在于，

单个场景下，最小化列车到达和出发晚点成本，表示为：

上式中，I为列车总数；x和q为决策变量，x表示列车进入车站和离开车站的时间，q表示列车在不同区间之间的先后次序；

针对S个不确定场景，对应的条件风险价值计算如下：

式中，p_s表示场景s的概率，[t]⁺＝max{0，t}，为辅助参数，CVaR指的是条件风险价值，β为置信度，用来描述决策者风险偏好；S为场景总数；

最终，不确定性的列车运行计划调整模型的目标函数为：

minCVaR_β[D(x，q，s)]。

5.根据权利要求3或4所述的一种面向突发事件不确定性的列车运行计划调整风险控制方法，其特征在于，目标函数的约束包括：

车站最小作业时间约束：

上式中，I为列车总数；S为场景总数；

区间最小运行时分约束：

上式中，为场景s下列车i进入车站j+1的时间；

最小追踪间隔约束：

式中，∨和∧分别表示取两数最大值和最小值；M为设定值；为场景s下列车l进入车站j的时间，列车l与列车i为相邻列车；α_l、β_l分别为列车l的始发车站编号、终到车站编号；

突发事件发生前按图行车约束：

区间封锁约束：

车站不允许提前接发车约束；

封锁区间列车次序调整约束：

其中，q_ilk*(s)表示场景s下列车i和列车l在突发事件发生的区间k*的次序，当列车i先于列车l进入突发事件发生的区间k*时为1，否则为0；q_lik*(s)表示场景s下列车l和列车i在突发事件发生的区间k*的次序，当列车l先于列车i进入突发事件发生的区间k*时为1，否则为0；

决策变量约束：