铁路行车调度0316.docx

高速铁路单个列车运行冲突消解研究 摘要：为研究高速铁路列车运行冲突消解问题，提出了各类列车运行冲突单个冲突的消解策略。分析了平移运行线、交换运行线、变更停站和越行方案以及数学规划方法等4种冲突策略的含义。根据冲突消解代价计算的方法，以最小冲突消解代价为优化目标，研究了高速铁路到达间隔时间冲突和出发间隔时间冲突、区间冲突、到发线运用冲突运用平移运行线、交换运行线、变更停站和越行方案等三种策略进行冲突消解的方法和过程。 关键词：高速铁路，列车运行，冲突冲突，消解代价，单个冲突 铁路行车调度的主要任务是按照一定的优化目标消解列车之间的冲突，确定合理的列车运行顺序，对列车运行图进行优化调整。 列车运行冲突消解是一个对冲突列车占用运输资源的次序和时间的重新确定问题。不同的列车运行冲突消解方案，将带来不同的列车运行调整效果，影响行车指挥质量。因此，列车运行冲突消解方案的好坏直接影响行车指挥的效果。列车运行冲突的消解是通过变更列车运行次序和到发时间来消除列车之间对运输资源占用时间的重叠或使相关技术设备的运用满足列车的技术作业要求。 对于铁路列车运行冲突消解策略的研究，国内外专家和学者近年来开展了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果。D.ArianoA提出了三种冲突解决的方法：①简单调度规则（列车先到先发和列车先到后发）：②基于选择图的启发式算法；③基于分枝定界算法的定速度列车运行优化方案，并运用分枝定界方法确定了总体列车的排序和局部列车径路解决了列车间的实时冲突消解问题［1,2】。M.Mazzarello提出了一种分布式智能算法进行冲突解决，基于区域行车指挥中心数据进行全局优化，并通过两个实例进行了验证⑶。Rodriguez利用约束规划模型解决节点处列车运行径路计划时将列车间冲突作为模型的一个约束条件进行考虑，得到了一个无冲突的径路安排计划MlMareeLake通过运用局部搜索、禁忌搜索算法和仿真技术，利用维修作业与资源利用短期计划的协同优化解决了列车运行和固定设备维修之间的冲突。C.W.Tsang利用遗传算法研究了铁路衔接点的冲突消解问题并通过仿真手段对算法的效果进行了验证⑹。周磊山提出了疏解冲突的一般方法是采用错开冲突事件的发生时机，它包括两个方面的含义：一是根据冲突类型和冲突性质，确定两冲突事件的放行顺序，二是根据放行顺序确定待避事件的滞后量。周伟提出了列车运行调整过程中简单冲突和组合冲突的解决方法框架和思路。史峰等提出了单线铁路冲突的形式及化解的方案及最早冲突优化算法。 上述研究工作主要是利用复杂的数学规划方法和现代求解算法研究并试图消解列车运行冲突，对列车运行冲突的消解机理及策略研究缺乏，且冲突消解的对象主要是静态冲突和当前冲突，在实际应用中具有较大的局限性。高速铁路列车运行冲突的消解是对单个列车运行冲突消解方案的全局综合优化，单个冲突消解是全局优化的基础。 提出高速铁路列车运行冲突消解的四种策略，以最小冲突消解代价为依据，考虑冲突消解的后效性，对各类车站间隔时间冲突、区间冲突、到发线运用冲突等常见冲突的消解策略进行了研究并给出了各类冲突消解效果评价的标准。 1冲突消解策略概述 列车运行调整的列车运行线自我恢复阶段仅是列车运行冲突消解的辅助手段，在列车受到随机干扰后通过充分运用运行图冗余时间，可以在一定程度上吸收随机干扰延误时间，减少冲突发生的可能性，但对冲突消解起决定性作用的还是平移运行线、交换运行线、变更停站和越行方案以及数学规划方法四种策略： 1.1策略I平移运行线 当列车技术作业间隔时间小于相关作业标准而发生列车运行冲突时，通过合理平移冲突点相关运行线，使列车技术作业时间间隔大于等于相关作业时间标准。例如：当两列车存在1min的发车间隔时间冲突时，采用将后行列车向后平移1min，则可消除发车间隔时间冲突；又如在Sn_］站发现具有大量换乘旅客的列车i在sn站与旅客需换乘列车j的出发时刻之间存在接续时间冲突，则可行的方法有：①如果列车i在Sn_］站可以左移，则左移列车i，将列车i的出发时刻提前；②如果列车i在Sn_］站不能左移，而列车j在sn站的出发时刻可以右移，则右移列车j;③前两种方法组合运用。 1.2策略II交换运行线 当已经发生或即将发生列车运行冲突时，通过交换相关列车运行线在车站的出发顺序以消除相应的冲突。例如：列车i和列车j依次离开Sn_］站，由于前行列车i的晚点延误及后行列车j的速度标准高于列车i,导致两列车在区间q|JAn—1将存在区间冲突的可能，为了消除此冲突，在Sn—1站采取交换两列车出发顺序的措施，从而消除该潜在的冲突。 1.3策略III变更停站和越行方案 该策略是通过改变列车的停靠车站、停站数以及列车的待避和越行点来改变列车运行次序，进而达到消除列车运行冲突的目标，它是策略II的拓展。例如：对于策略I