[发明专利]一种铁路自动闭塞信号机布置的方法

摘要

本发明提供了一种铁路自动闭塞信号机布置的方法，包括信号机布置方案生成系统，其特征在于：所述信号机布置方案生成系统由多个子模块和全局外部档案模块组成，单个所述子模块由2个小种群模块和局部外部档案模块组成；所述方法包括：（一）设置子模块；（二）每个子模块均生成一个最优前沿解，并将所生成的最优前沿解送入全局外部档案模块；（三）全局外部档案模块内的全部最优前沿解即形成离散形式的Pareto前沿解；（四）操作人员根据实际需要从Pareto前沿解中选择一个最优前沿解在所述自动闭塞区间内进行信号机布置。采用本发明所述的方法，对铁路自动闭塞区间进行信号机布置方案的优化更加深入精细，优化质量更高，信号机布置更为合理。

主权项

1.一种铁路自动闭塞信号机布置的方法，包括信号机布置方案生成系统，其特征在于：所述信号机布置方案生成系统由多个子模块和全局外部档案模块(1)组成，单个所述子模块由2个小种群模块(2)和局部外部档案模块(3)组成；小种群模块(2)与同一个子模块内的局部外部档案模块(3)连接，局部外部档案模块(3)与全局外部档案模块(1)连接；所述方法包括：将铁路上A站与B站之间的区域记为一个自动闭塞区间，自动闭塞区间内设置有多个信号机，将所述自动闭塞区间内每相邻两个信号机之间的区域记为一个闭塞分区；(一)设置子模块；(二)每个子模块均生成一个最优前沿解，并将所生成的最优前沿解送入全局外部档案模块(1)；(三)当全局外部档案模块(1)收到所有子模块发送的最优前沿解后，全局外部档案模块(1)内的全部最优前沿解即形成离散形式的Pareto前沿解；(四)操作人员根据实际需要从Pareto前沿解中选择一个最优前沿解作为信号机布置方案在所述自动闭塞区间内进行信号机布置；所述步骤(一)中，按如下方式设置子模块：将A站的出站信号机的位置记为x₀，将B站进站信号机的位置记为将A站与B站之间的信号机架数记为N_s，N_s的取值范围按公式一确定；所述公式一为：其中，l_section为A站与B站之间的距离，l_circuit为轨道电路的极限长度；l_min为工程设计人员根据现场实际情况确定的闭塞分区最小长度；N_s取整数，为向上取整数，为向下取整数；设信号机架数Ns在公式一所述范围内的取值个数为n个，则将子模块的个数设置为n个，所述n个子模块与n个信号机架数Ns的取值一一对应；所述步骤(二)中，单个子模块按如下方式生成最优前沿解：1)在子模块所辖的2个小种群模块(2)内分别生成一个小种群：单个小种群模块(2)在搜索空间内随机生成多个单体，当单个小种群模块(2)内的单体总数达到设定值时，小种群模块(2)停止生成新的单体，此时单个小种群模块(2)内的全部单体形成一个小种群；小种群中的单体按如下方式进行编码：其中x_i表示所述自动闭塞区间内任意一个信号机的具体位置，表示所述自动闭塞区间内第N_S个信号机的位置；2)2个小种群模块(2)分别控制2个小种群对所辖的单体进行优化处理获取可行解，并将得到的可行解送入局部外部档案模块(3)；其中一个小种群模块(2)采用遗传算法进行优化处理，另一个小种群模块(2)采用差分进化进行优化处理，2个小种群模块(2)的优化处理并行进行；3)当2个小种群模块(2)的优化处理均完毕后，局部外部档案模块(3)对收到的可行解采用免疫克隆法进行处理得到一个最优前沿解，局部外部档案模块(3)将得到的最优前沿解送入全局外部档案模块(1)；所述步骤2)中，所述可行解为满足约束条件的单体，所述约束条件由公式二至公式五确定：将A站与B站之间的闭塞分区个数记为Nsection，Nsection＝Ns+1；将闭塞分区的长度记为li；所述公式二为：lmin≤li≤lcircuit所述公式三为：所述公式四为其中，为列车自x_i‑1处从任一较高速度等级制动到相邻较低速度等级所需制动距离的最大者；l_a为司机瞭望到信号到采取制动动作的时间内列车行驶的距离；所述公式五为：Ii≤HIi为追踪列车之间的间隔时间，H是给定的追踪列车之间的间隔时间；所述步骤2)中，所述遗传算法和差分算法采用的适应度函数fitness由公式六确定：所述公式六为：其中：其中，α和β为惩罚因子，α的取值范围为20‑50，β的取值范围为0.7‑0.9；k1为常数0.001；Nbeyond为公式二所定义范围外的闭塞分区的个数；max(I1,I2,…,Ii,…,Ik)为追踪列车之间的间隔时间的最大值。