[发明专利]一种考虑多种资源约束的高速铁路通过能力计算方法

说明书

本发明公开一种考虑多种资源约束的高速铁路通过能力计算方法，所述方法包括：S1：获取高速铁路的已知数据，将高速铁路运行时间分为多个时间窗，并针对多个时间窗分类已知数据；S2：建立考虑车站股道分配和动车组运用的高速铁路运行图计算的优化模型和约束条件，在每个时间窗内通过压力测试算法进行列车铺画；S3：在多个时间窗内依次铺画列车后得到高速铁路的列车运行图满图，统计各个时间窗内的列车数量，得到当前列车开行模式下的高速铁路通过能力值，本发明考虑了列车的停站方案、运行图结构对通过能力产生的影响，甚至还可以考虑在一定规模的冗余和缓冲时间布局条件下的通过能力对高速铁路通过能力进行计算，准确度高。

技术领域

本发明涉及高速铁路领域。更具体地，涉及一种考虑多种资源约束的高速铁路通过能力计算方法。

背景技术

目前，铁路通过能力的计算方法主要有扣除系数法、最小平均间隔法、建立数学计算模型直接计算、通过计算机实现运行图加密或压缩的计算机模拟法等；对通过能力影响因素的分析主要有越行方式、停站方式、列车种类、运行线组合方式、天窗设置、缓冲冗余时间等方面。

在动车组运用优化问题，国外学者通常采用数学规划法解决动车组运用问题，考虑是否允许摘解、重联和是否考虑检修等条件，以最少席位短缺、最小化运行成本为主要目标，建立整数规划模型，采用商业数学软件直接求得问题的最优解；国内学者大多采用启发式算法求解，在固定运用或不固定运用的运用方式下，考虑单、多车种、单、多基地、是否考虑高等级检修、是否允许空车回送和调拨等条件，以动车组运用数量最少、动车组总接续时间最短或动车组检修更加均衡为主要目标，采用遗传算法、蚁群算法和模拟退火算法等启发式算法求解。

但是日前存在以下问题：(1)由于高速铁路运行的全部为旅客列车，既有的扣除系数法难以用于高速铁路通过能力的求解，需要针对其特点研究能用于高速铁路的通过能力计算的方法。

(2)既有的研究均不将车站到发线通过能力纳入高速铁路区间通过能力计算的范围考虑，但是在实际运营中，车站到发线通过能力对区间通过能力的影响很大，这种处理导致计算结果不准确。

(3)既有研究对动车组运用优化问题特征的界定与高速铁路动车组运用的实际情况仍有一定差别，需要根据实际需求研究相应的优化方法。

因此，需要提供一种新的高速铁路通过能力的计算方法，提高高速铁路通过能力的计算准确度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种考虑多种资源约束的高速铁路通过能力计算方法，建立高速铁路列车运行图铺画模型，提出大规模列车运行图铺画方法，计算高速铁路通过能力，提高高速铁路通过能力的计算准确度。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明公开了一种考虑多种资源约束的高速铁路通过能力计算方法，所述方法包括：

S1：获取高速铁路的已知数据，将高速铁路运行时间分为多个时间窗，并针对多个时间窗分类已知数据；

S2：建立考虑车站股道分配和动车组运用的高速铁路运行图计算的优化模型和约束条件，在每个时间窗内通过压力测试算法进行列车铺画；

S3：在多个时间窗内依次铺画列车后得到高速铁路的列车运行图，统计各个时间窗内的列车数量，得到当前列车开行模式下的高速铁路通过能力值。

优选地，所述已知数据包括基础设施信息、列车开行方案信息和列车运行图参数。

优选地，所述基础设施信息包括车站与车站集合、列车与列车集合和区间与区间集合；

所述列车线路信息包括列车路径上的车站集合、区间集合、若列车在车站停站或通过，可选择的股道集合、区间的起始车站和终止车站和列车的始发车站及终到车站；