[发明专利]基于矩阵表征的高铁网络延误传播定量分析方法

说明书

本发明提供了一种基于矩阵表征的高铁网络延误传播定量分析方法，包括：步骤1，收集高速铁路站点与区间信息，根据高速铁路站点与区间信息构建高铁地理网络；步骤2，获取高速铁路中的突发事件的类型、突发事件持续的时间、列车初始延误、列车初始时刻表、列车在不同站点到发时间关系和不同列车在同一站点到发时间关系；步骤3，根据突发事件的类型、突发事件持续的时间和列车初始时刻表，获取列车在各站点的补充时间与缓冲时间。本发明可以快速、有效地估算不同调度方案下对列车延误的影响，辅助调度员做出最优调度方案，操作过程简单，整体时间复杂度低，适用于处理大范围的高铁网络。

技术领域

本发明涉及延误传播分析技术领域，特别涉及一种基于矩阵表征的高铁网络延误传播定量分析方法。

背景技术

随着我国高铁行业的飞速发展和旅客出行需求的持续增加，随之产生的列车晚点问题也越来越受到人们的关注。研究表明，列车延误会随着列车、线路等媒介在高铁网络中进行类似多米诺效应的传播。同时，对于不同的时段、线路，延误传播的效果不尽相同。因此，探寻延误在高铁系统中的传播机制，了解延误传播特点，以及给出合理的调度策略抑制延误传播成为相关铁路部门亟需解决的问题。

在突发事件下，高速铁路应急处置的关键在于调度员能否及时、有效地做出调度决策。现有调度员大多仅凭经验进行调度。当线路情况复杂或突发事件影响范围较大时，调度员的工作量将大量增加，决策效率将大大降低。通过本发明提出的基于调度度量的高速铁路列车延误传播分析方法，可以快速、有效地估算不同调度决策下的延误影响，辅助调度员做出最优调度决策。

目前，国内外学者对不同初始延误分布情况下的列车延误传播进行了系统的分析，但没有考虑调度员的调度操作对列车延误传播的直接影响，且对于调度操作的量化分析鲜有研究。

发明内容

本发明提供了一种基于矩阵表征的高铁网络延误传播定量分析方法，其目的是为了解决现有研究方法不能直接有效地从调度操作角度为调度员提供建议，无法体现延误动态传播过程中，不同调度操作对延误传播的不同效果的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于矩阵表征的高铁网络延误传播定量分析方法，包括：

步骤1，收集高速铁路站点与区间信息，根据高速铁路站点与区间信息构建高铁地理网络；

步骤2，获取高速铁路中的突发事件的类型、突发事件持续的时间、列车初始延误、列车初始时刻表、列车在不同站点到发时间关系和不同列车在同一站点到发时间关系；

步骤3，根据突发事件的类型、突发事件持续的时间和列车初始时刻表，获取列车在各站点的补充时间与缓冲时间；

步骤4，根据列车在不同站点到发时间关系和不同列车在同一站点到发时间关系，建立单线条件下列车到发线的时间关系矩阵；

步骤5，将调度员对列车初始时刻表的调度操作进行运算量化，构建调度操作矩阵函数；

步骤6，将调度员操作矩阵函数引入单线条件下列车到发线的时间关系矩阵中，得到经调度后的列车到发线时间关系矩阵；

步骤7，根据列车运行约束条件、列车在各站点的补充时间与缓冲时间、列车初始延误和经调度后的列车到发线时间关系矩阵构建单线列车延误传播关系矩阵模型；

步骤8，将高铁地理网络以单线列车延误传播关系矩阵模型为基础，以枢纽车站为界，将高铁地理网络中的线路划分为若干区段，并采用分块矩阵形式构建高铁网络延误传播模型；

步骤9，根据高铁网络延误传播模型，分析不同的调度方案对列车延误的影响，得到最优调度方案。

其中，所述步骤2具体包括：

列车初始延误为：