(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210667739.2 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 扬州大学 地址 225000 江苏省扬州市邗江区华阳西 路196号 (72)发明人 张俊　艾倩楠　叶玉玲　邓社军　 于世军　嵇涛　欧吉顺　刘路　 施议　虞宇浩　窦玥　黄鲜　 (74)专利代理 机构 南京众联专利代理有限公司 32206 专利代理师 叶涓涓 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/30(2012.01) (54)发明名称 面向延误传播的高铁列车运行调整建模和 评估方法、 装置 (57)摘要 本发明提供了面向延误传播的高铁列车运 行调整建模和评估方法、 装置。 面向高速铁路日 常运输过程中潜在的非正常事件扰动， 本发明统 筹考虑行车调整与延误传播之间的动态交互作 用， 构建两阶段优化决策模型并提出延误传播评 估方法。 模型第一阶段为考虑累积加权延误和列 平均调整次数的帕累托优化， 第二阶段为基于博 弈论的全局均衡优化， 主要优点为进一步考虑运 输场景和方案的异质性构建了列车动态运行等 级系数并引入目标函数， 且在约束条件中创新性 地考虑最大列车避让次数和受影响列车数并实 现数学描述。 在延误传播评估层面， 本发明结合 延误传播特性定义并构建了列车累积延误和瞬 时延误两类动态分析指标， 为揭示列车延误的网 络化传播机理提供技 术支撑。 权利要求书7页 说明书16页 附图8页 CN 115034065 A 2022.09.09 CN 115034065 A 1.面向延误传播的高铁列车运行调整建模和评估方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 实现面向延误传播的高速 铁路运行调整模型目标函数构建； 包括如下子步骤： S1‑1： 问题描述及给定假设 确立以下6条基本假设： ①假设1： 只 考虑单源非正常事件的影响， 所有列 车在当前非正常事件发生之前均能够 保障按图运行， 且在后续 运行调整过程中不再发生 其他非正常事 件扰动； ②假设2： 车站的上 下行到发线运用相互独立； ③假设3： 针对单一线路运行 方向进行建模； ④假设4： 考虑高速铁路日常扰动事件的时空影响范围以及行车组织的动态调整需求， 以初始扰动发生后3 h以内作为调整时阈； ⑤假设5： 令调整时域 不跨越施工及维修天窗时间； ⑥假设6： 不 考虑取消列车 车次策略； S1‑2： 进行基本参数定义 模型通用变量 参数定义如下 所示： i—列车序号索引， 取值从1到n； k—车站序号索引， 取值从1到m； t—调整方案索引， 取值 为0则表示初始阶段图定运行 方案； —调整方案t下列车i在车站k的发车时刻； —调整方案t下列车i在车站k的到 达时刻； —调整方案t下列车i在区间(k,k+1)内的临时停车时刻； —调整方案t下列车i在区间(k,k+1)内的临时停车时长； —列车i在区间(k,k+1)内的行 车次序； —列车i在车站k的发车晚点判定值、 到 达晚点判定值， 0 ‑1参数； S1‑3： 建立延误影响目标函数 在设定晚点判定阈值的基础上， 筛选超过晚点阈值的列车延误构建目标函数； 在列车 延误传播影响层面的目标函数构造如式(1)所示： 式(1)中的gik为列车综合运行等级系数， 考虑停站频率、 旅行速度和剩余里程三个因素 对其进行量 化， 其具体 计算公式如式(2)所示： 式(2)中， ηi表示列车i的速度系数， 定义为当前列车旅行速度vi与区段内最高列车旅行 速度的比值， 按照公式(3)进行计 算； δik表示列车i在车站k的剩余 里程系数， 定义为在车站k 处列车i的剩余运行区间数量Pik与最大剩余区间数量的比值， 按照公式(4)进行计算； τi表 征列车i的停站频率， 定义为该列车图定停站数量与其路径沿线车站总数mi之比， 按照公式权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115034065 A 2(5)进行计算； S1‑4： 建立运行调整目标函数 一列车的调整次数由其在调整方案下的车站调 整次数和区间调整次数两部分组成， 具 体计算如式(6)所示： 式(6)中 为列车i在车站k的调整情况， 取决于该列车的发到时刻差， 如果调整方 案下的时刻差大于图定方案， 则 说明对应存在避让或临停调整措施， 对应的逻辑参数取值 为1， 否则取0， 如式(7)所示； 为列车i在区间(k,k+1)内的调整情况， 同样根据列车 在区间起终点的到发时刻之差进行判定， 判定公式如式(8)所示； 在不同延误场景和运行调整策略下， 并非研究时域内的所有的车次均需要调整， 因此 列车平均调整次数的计算只针对受影响列车， 结合公式(7)和(8)构造目标函数式(9)： 式(9)中， Aff(t)为当前调整方案下产生延误的受影响列车集合， 根据式(10)进行提取； 参数Naff(t)为集合中的元 素数量， 即在调整方案下判定为晚点的列车 数， 按照式(1 1)计算； S2： 实现面向延误传播的高速 铁路运行调整模型约束条件构建； 根据S1中所建立的基本假设和模型优化目标， 从列车调整时刻、 晚点判别阈值、 影响列 车数量上限和避 让次数限制等层面考虑构建全局优化求解模型的必 要约束， 包括如下子步 骤： S2‑1： 列车调整时刻约束 列车调整时刻约束包括发车时刻约束以及各类间隔时间标准约束；权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115034065 A 3