[发明专利]基于服务网络动态配流的列车编组分析方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，更具体地，涉及一种基于服务网络动态配流的列车编组分析方法及系统。

背景技术

铁路货运行车组织是铁路运输组织的重要组成部分，而编组计划制定又是铁路货运行车组织中的基础模块，其是基于既有铁路基础网络与车流OD(“O”来源于英文ORIGIN，指出行的出发地点，“D”来源于英文DESTINATION，指出行的目的地)需求情况，研究车站间是否开行直达方向列车、开行频率与路径等问题。而在实际运输生产过程中，车流径路一般直接给定。对于编组计划优化方法的研究，国内外众多专家学者取得了大量的成果，并论证了既有编组计划优化模型是NP-Hard问题。但是既有列车编组计划优化模型精确求解异常困难，对于大规模路网的求解往往采用启发式算法。同时既有算法求解时间依然过长，难以满足铁路运输部门实际应用要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种快速准确计算优化列车编组计划，可以满足铁路运输部门实际应用要求的基于服务网络动态配流的列车编组分析方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种基于服务网络动态配流的列车编组分析方法，包括：输入基础数据，所述基础数据包括车站、线路和OD需求；根据基础数据生成包含所有可能列车方案的关系网络，在所述关系网络中，一个车站作为一个节点，采用有向弧表示任意两个节点之间的列车方案，从始发节点到终到节点之间的多个列车方案构成多个初始编组计划；生成每一个初始编组计划的每一个服务网络，其中，在所述服务网络中，每一个车站作为节点分解成入流节点和出流节点，一个节点的入流节点和出流节点之间的有向弧为方案弧，一个节点的出流节点与另一个节点的入流节点之间的有向弧为解体弧；基于每一个服务网络，根据如下公式1和2以所有车辆旅行费用最小为目标，采用动态配流方法实现网络流平衡，

min C＝Σ_q∈QΣ_k∈F∪Ic_k·x_q,k公式1

其中，k为有向弧索引，k∈F∪I，F为方案弧集合，I为解体弧集合；c_k是有向弧k的费用；c_k^方案是方案弧费用；c_k^解体是解体弧费用；t_k是列车在有向弧上的旅行时间；是24小时周期内每列车集结时间，m是允许车辆出发最少车辆编成数，q是货物车辆索引，Q为货车车辆集合，x_q,k是0-1决策变量，表示货物车辆q是否用弧k运输，若是则x_q,k＝1，否则x_q,k＝0；min C为最小所有车辆旅行总费用；依据网络流平衡结果，抽取有流量有向弧，生成对应直达去向，得到最优服务网络，从而得到最优编组计划。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于服务网络动态配流的列车编组分析系统，包括：输入部，输入基础数据，所述基础数据包括车站、线路和OD需求；第一编组部，根据基础数据生成包含所有可能列车方案的关系网络，在所述关系网络中，一个车站作为一个节点，采用有向弧表示任意两个节点之间的列车方案，从始发节点到终到节点之间的多个列车方案构成多个初始编组计划；服务网络构建部，生成第一编组部中每一个初始编组计划的每一个服务网络，其中，在所述服务网络中，每一个车站作为节点分解成入流节点和出流节点，一个节点的入流节点和出流节点之间的有向弧为方案弧，一个节点的出流节点与另一个节点的入流节点之间的有向弧为解体弧；动态配流模型构建部，基于每一个服务网络，根据如下公式1和2以所有车辆旅行费用最小为目标，采用动态配流方法实现网络流平衡，

min C＝∑_q∈Q∑_k∈F∪Ic_k·x_q,k公式1