[发明专利]高速铁路网络列车延误传播的预测方法

说明书

本发明提供了一种高速铁路网络列车延误传播的预测方法，包括：获取待预测路网内所有车次的列车时刻表和车站股道容量信息；根据获取的列车时刻表信息，建立物理线路轨道层的有向加权网络；根据获取的列车时刻表信息，建立计划时刻表层的有向加权网络；根据建立的物理线路轨道层的有向加权网络和计划时刻表层的有向加权网络，建立离散事件动态网络，并通过极大代数方法将离散事件动态网络表示为延误传播的数学模型；以初始延误点作为输入，根据延误传播的数学模型，并以股道容量为约束对高速铁路网络列车延误进行车延误传播的预测。本方法可以进行全网的延误时空范围预测，为实际运营维护提供重要参考。

技术领域

本发明涉及高速铁路网络列车延误传播技术领域，尤其涉及一种高速铁路网络列车延误传播的预测方法。

背景技术

高速铁路作为综合交通运输体系和经济大动脉的骨干，具有运输能力大、快速正点、全天候和环境友好等特点,近年来得到了蓬勃的发展。截至2020年7月底，我国高铁运营里程达3.6万公里，已形成世界最大且唯一的高速铁路运营网络。随着我国铁路网络覆盖面的不断提升以及高铁给人们生活带来的便捷，高铁对乘客的吸引力越来越高，截至2019年10月底，全国铁路旅客发送量达到312亿万人次。虽然相对其它交通运输方式，铁路运输具有较高的安全性和便捷性，但在网络化运营模式下，随着列车运行距离和密度的不断增加，受到各种随机内部或外部干扰的概率大大提升，我国的路网上普遍存在多种等级和速差的列车混合运营，异质性程度较高，运行图刚性较大，路网敏感，突发事件下导致的列车延误易于在路网中传播。

高速铁路同一线路一般多列车同时运行，当发生突发事件时，很有可能影响部分列车的正常运行，造成列车到达或者出发延误。而由于轨道交通线路约束，该延误会沿着其所运行线路传播出去，造成通过该线路的其它列车也发生延误。对于干线铁路来说，由于列车跨线运行，该线路的延误可能会造成其它线路也产生延误，进而造成网络级别的延误，严重影响轨道交通系统的正常运行，造成极其恶劣的社会影响。由于列车运行路线错综复杂且线路和站点等资源占用情况实时变化，使得列车实时调度强非线性与强时变性同时存在。并且在列车调度控制过程中，列车连续运行状态与离散调度指令同时存在，我国当前同一路局管辖范围内，一个调度台也只管辖一条线路，在发生造成重大延误事件时，调度员难以预测全局影响，致使不同的调度员协调困难。进而使得突发事件下轨道交通列车延误传播机理以及延误预测的研究，无论在理论上还是实际应用均具有很大的挑战性。

综上，设计一种高速铁路网络列车延误传播的预测方法具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种高速铁路网络列车延误传播的预测方法，以针对目前高速铁路网络中突发事件下列车延误传播时空范围广且调度员难以预测全局影响的问题，辅助调度员科学高效的制定使整个高铁网络调度达到全局更优的调图策略。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种高速铁路网络列车延误传播的预测方法，包括：

获取待预测路网内所有车次的列车时刻表和车站股道容量信息；

根据获取的列车时刻表信息，建立物理线路轨道层的有向加权网络；

根据获取的列车时刻表信息，建立计划时刻表层的有向加权网络；

根据建立的物理线路轨道层的有向加权网络和计划时刻表层的有向加权网络，建立离散事件动态网络，并通过极大代数方法将所述的离散事件动态网络表示为延误传播的数学模型；

以初始延误点作为输入，根据所述的延误传播的数学模型，并以股道容量为约束对高速铁路网络列车延误进行车延误传播的预测。

优选地，根据获取的列车时刻表信息，建立物理线路轨道层的有向加权网络，包括：