[发明专利]一种基于双目标的高速铁路列车运行调整方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于双目标的高速铁路列车运行调整方法及装置。其中，该方法包括：获取高速铁路列车运行信息，其中，所述列车运行信息包括：运行计划、晚点信息；根据所述运行信息计算理想点和最差点；根据所述理想点和最差点，生成方案调整数据；根据所述方案调整数据，得到帕累托最优前沿。本发明解决了现有技术中的决策者需要知道对不同优化目标的偏好，从而确定加权和法中的权重。然而，在实际过程中问题的全局偏好信息并不能准确获得。此外，采用加权法无法得到对应的非凸前沿，在Pareto前沿之外的一些不必要的计算，同时无法保证得到解是不是在所有Pareto前沿上的点，优化目标超过2个时会大大增加求解时间的技术问题。

技术领域

本发明涉及高速列车调度控制领域，具体而言，涉及一种基于双目标的高速铁路列车运行调整方法及装置。

背景技术

随着高速铁路的发展，截至2020年末，我国高铁里程达3.79万公里。高速列车运行存在“高密度”的特征。然而当列车运行中存在突发事件，会造成列车晚点，严重影响列车正点运行和旅客正常出行。在这种情况下，列车运行计划调整必不可少。列车运行调整问题是一种NP-hard问题。随着问题规模增大，模型求解将变得困难，传统的人工经验方法往往不再适用，得到的解对快速恢复列车正常运行效率不高。因此，如何保证列车安全、有序、正点运行是高速铁路列车运行调整问题的关键。

现有多目标列车运行调整考虑前决策的方法中，该技术针对列车存在晚点和限速情况，考虑了最小化晚点成本和受严重影响的列车个数，通过线性加权和建立单目标优化问题，并采用求解器进行计算。(期刊论文引用：Wang L,Qin Y,Xu J,et al.A FuzzyOptimization Model for High-Speed Railway Timetable Rescheduling[J].DiscreteDynamics in Nature and Society,2012:827073.)然而，该技术的缺陷在于决策者需要知道对不同优化目标的偏好，从而确定加权和法中的权重。然而，在实际过程中问题的全局偏好信息并不能准确获得。此外，采用加权法无法得到对应的非凸前沿。

现有多目标列车运行调整考虑后决策的方法中，该技术针对车站存在多个股道封锁，考虑了最小化旅客不满意度(换乘时间)、运营成本和调整成本，建立了整数规划模型，通过CPLEX结合ε-约束法进行求解得到Pareto前沿。(期刊论文引用：Binder S,Maknoon Y,Bierlaire M.The Multi-Objective Railway Timetable Rescheduling Problem[J].Transportation Research Part C:Emerging Technologies,2017,78:78-94.)然而该技术中的ε-约束法还存在一些缺陷：(1)在Pareto前沿之外的一些不必要的计算；(2)得到解是不是所有Pareto前沿上的点无法保证；(3)当优化目标超过2个时会大大增加求解时间。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于双目标的高速铁路列车运行调整方法及装置，以至少解决现有技术中的决策者需要知道对不同优化目标的偏好，从而确定加权和法中的权重。然而，在实际过程中问题的全局偏好信息并不能准确获得。此外，采用加权法无法得到对应的非凸前沿，在Pareto前沿之外的一些不必要的计算，同时无法保证得到解是不是在所有Pareto前沿上的点，优化目标超过2个时会大大增加求解时间的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于双目标的高速铁路列车运行调整方法，包括：获取高速铁路列车运行信息，其中，所述列车运行信息包括：运行计划、晚点信息；根据所述运行信息计算理想点和最差点；根据所述理想点和最差点，生成方案调整数据；根据所述方案调整数据，得到帕累托最优前沿。