[发明专利]基于鲁棒策略的地铁列车轨迹的实时预测方法

说明书

本发明涉及一种基于鲁棒策略的地铁列车轨迹的实时预测方法，包括如下步骤：先根据各个列车的计划运行参数，生成轨道交通网络的拓扑结构图；再基于拓扑结构图，分析列车流的可控性和敏感性；再根据各个列车的计划运行参数，生成多列车无冲突运行轨迹；再在每一采样时刻，基于列车当前的运行状态和历史位置观测序列，对列车未来某时刻的行进位置进行预测。该方法对地铁列车的轨迹预测精度较高。

本申请是申请号为：201510150289.X，发明创造名称为《地铁列车轨迹的实时预测方法》，申请日为：2015年3月31日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种地铁列车轨迹的实时预测方法，尤其涉及一种基于鲁棒策略的地铁列车轨迹的实时预测方法。

背景技术

随着我国大中城市规模的日益扩大，城市交通系统面临着越来越大的压力，大力发展轨道交通系统成为解决城市交通拥塞的重要手段。国家“十一五”规划纲要指出，有条件的大城市和城市群地区要把轨道交通作为优先发展领域。我国正经历一个前所未有的轨道交通发展高峰期，一些城市已由线的建设转向了网的建设，城市轨道交通网络已逐步形成。在轨道交通网络和列车流密集的复杂区域，仍然采用列车运行计划结合基于主观经验的列车间隔调配方式逐渐显示出其落后性，具体表现在：(1)列车运行计划时刻表的制定并未考虑到各种随机因素的影响，容易造成交通流战术管理拥挤，降低交通系统运行的安全性；(2)列车调度工作侧重于保持单个列车间的安全间隔，尚未上升到对列车流进行战略管理的宏观层面；(3)列车调配过程多依赖于一线调度人员的主观经验，调配时机的选择随意性较大，缺乏科学理论支撑；(4)调度人员所运用的调配手段较少考虑到外界干扰因素的影响，列车调配方案的鲁棒性和可用性较差。

已有文献资料的讨论对象多针对长途铁路运输，而针对大流量、高密度和小间隔运行条件下的城市地铁交通系统的科学调控方案尚缺乏系统设计。复杂路网运行条件下的列车协调控制方案在战略层面上需要对区域内交通网络上单列车的运行状态进行推算和优化，并对由多个列车构成的交通流实施协同规划；而多列车的运行冲突解脱是基于对地铁列车轨迹的预测的基础上，列车的运行状态往往不完全属于某一特定的运动状态，目前尚无有效的地铁列车轨迹的实时预测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种鲁棒性和可用性较好的基于鲁棒策略的地铁列车轨迹的实时预测方法，该方法对地铁列车的轨迹预测精度较高。

实现本发明目的的技术方案是提供一种基于鲁棒策略的地铁列车轨迹的实时预测方法，包括如下步骤：

步骤A、根据各个列车的计划运行参数，生成轨道交通网络的拓扑结构图；

步骤B、基于步骤A所构建的轨道交通网络的拓扑结构图，分析列车流的可控性和敏感性二类特性；

步骤C、根据各个列车的计划运行参数，在构建列车动力学模型的基础上，依据列车运行冲突耦合点建立列车运行冲突预调配模型，生成多列车无冲突运行轨迹；

步骤D、在每一采样时刻t，基于列车当前的运行状态和历史位置观测序列，对列车未来某时刻的行进位置进行预测；其具体过程如下：