CN102774403A

CN102774403A - 铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法

Info

Publication number: CN102774403A
Application number: CN2012102668884A
Authority: CN
Inventors: 吴建军; 髙自友; 康柳江; 祝凌曦
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: CN102774403B

Abstract

本发明提供了一种铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，包括以下步骤：根据股道分配的设备约束和运行约束条件，通过对各列列车到站时间的一个概率分布统计，将列车的到站时间通过函数分布表达成一个参数形式的变量；将股道分配的均衡性及两侧咽喉的能力进行分析比较，通过计算机最大化车站通过能力且均衡使用车站各到发线。可用于股道分配的自动化、智能化。

Description

铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法

技术领域

本发明涉及火车车站自动化技术领域，尤其涉及一种铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法。

背景技术

铁路旅客运输是铁路运输业的重要组成部分，其基本任务是满足广大人民旅行的需要；安全、迅速、准确、便利地运送旅客、行李、包裹、邮件；保证旅客在车站和列车上舒适愉快，并得到优质的旅行服务。在我国，由于铁路旅客运输具有运量大、速度较高、安全性好、费用较低、能全天候服务等优点，所以在各种交通运输方式中，铁路占不可取代的主导地位。然而，放眼于整个社会经济的发展，可以发现铁路发展相对滞后。

20世纪70年代以后，铁路以其节能、经济、安全的特点又开始得到了全国的重视。铁路的电气化和高速化已经成为现代铁路运输业的发展方向。自从日本的第一条时速200km以上的高速铁路问世以来，很多发达国家都开始致力于发展高速铁路。我国也于2008年以来，先后开通津京、京沪等高铁。这些技术的改变，使得客运站接发列车的种类和方式也随之发生了变化，再加上各种交通方式互相换乘的要求，这就对客运站技术作业提出了新的要求。

到2020年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，铁路运输的快速发展也带动了综合交通运输体系的完善，随着铁路网规模的不断扩大，衔接干线铁路、客运专线、城际铁路等线路以及动车段或机车车辆检修基地等节点的大型客运站的作用将越发举足轻重。

铁路车站是铁路运输网中的关键节点，随着客运专线的建设和运营，将会出现衔接客运专线、既有干线以及城际铁路等重要节点的大型客运站。这类车站站场布置复杂，列车作业繁多，在路网中起着举足轻重的作用。然而，由于我国客、货运输需求不断增长，全路实施第六次既有线大面积提速调图后，面对动车组的大量开行，对大型客运站的影响不仅仅在于改建高站台上，还包括协调客运站内各运输设备的合理分配使用。对于一些路网性车站，现有的车站通过能力已经十分紧张。尤其是在列车密集到发的高峰时段，确保大型客运站接发车作业的安全和准点是实现运输网络稳定和高效的关键环节。因此，开展提速条件下大型客运站运输组织优化技术研究，提高铁路车站通过能力，缓解现有车站能力不足的问题，迫在眉急。

铁路车站通过能力包括咽喉通过能力和到发线通过能力,其中股道分配方法起着衔接咽喉和到发线的作用。由于客运站咽喉区布置复杂，作业繁多且占用时间长，所以铁路车站通过能力往往受咽喉通过能力的限制。因此，合理优化股道分配方案，减小咽喉区能力不足的风险，对于提高车站乃至路网的通过能力有着显著的作用。

从现有的作业组织方式中，客运站技术作业发现咽喉区应用及股道分配过程中存在一些典型的问题。首先，车站的进、出站咽喉普遍存在能力不平衡问题，这就使得在应用咽喉进行车站作业时应考虑如何合理分配作业，以达到两端咽喉充分利用其能力。其次，股道分配结果缺乏均衡性和智能性。现有的股道分配方法以人工分配居多，Caidillo等（1998）的研究表明，以股道分配问题为例，即使是经验丰富的车站作业人员，对具有16条到发线的车站平面图和包括242个列车的运行图，需要大约15个工作日时间。因此，人工分配方法不能高效有序地利用车站资源且极大地浪费人力物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，通过对咽喉区道岔组和股道的联合控制，进行车站能力瓶颈疏解，进而达到提高车站资源利用率，降低维护成本的目的。

为了达到以上目的，本发明实施例公开一种铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，包括以下步骤：

根据股道分配的设备约束和运行约束条件，通过对各列列车到站时间的一个概率分布统计，将列车的到站时间通过函数分布表达成一个参数形式的变量；

将股道分配的均衡性及两侧咽喉的能力进行分析比较，通过计算机最大化车站通过能力且均衡使用车站各到发线。

进一步，作为一种优选，将股道分配的均衡性及两侧咽喉的能力进行分析比较具体为：确定每个股道与咽喉区之间的联系。

进一步，作为一种优选，确定每个股道与咽喉区之间的联系具体为：确定每个股道的左右咽喉占用系数。

进一步，作为一种优选，确定每个股道的左右咽喉占用系数具体为：通过列车进站与出站遍历的若干咽喉道岔组，得出每股道两侧的占用系数。

进一步，作为一种优选，将每个股道与列车进站所占用的道岔组相统一，给出列车占用道岔的时间，当列车准备停靠某个站台股道时，其进站占用系数便确定。

进一步，作为一种优选，将每个股道与列车出站所占用的道岔组相统一，给出列车占用道岔的时间，当列车准备驶出某个站台股道时，其出站占用系数便确定。

进一步，作为一种优选，设备约束和运行约束条件具体为：在同一时间，每个咽喉道岔组只能被一列列车占用。

进一步，作为一种优选，设备约束和运行约束条件具体为：在同一时间，每条股道只能被一列列车占用。

进一步，作为一种优选，设备约束和运行约束条件具体为：连续两列列车若占用同一股道，列车占用股道时间应满足最小时间间隔2min。

进一步，作为一种优选，设备约束和运行约束条件具体为：每一列车进站有且只能停留一股道。

本发明考虑到股道分配问题与咽喉区道岔组占用情况相耦合，将咽喉区道岔组的应用作为控制股道分配的前提，通过对咽喉区道岔组和股道的联合控制，进行车站能力瓶颈疏解，进而具有提高车站资源利用率，降低维护成本效果。通过研究列车到站规律，并利用股道与咽喉道岔组的联控关系，确定每个股道占用系数，考虑股道占用情况的均衡性，从而有效避免车站作业中股道分配不均衡现象。本发明能够检测出车站两侧咽喉的能力大小，因此在计算车站通过能力最大化问题时，能够有针对性地提高瓶颈咽喉通过能力。此外，本发明能够替代人工分配股道，使得车站作业更加自动化、智能化。考虑到由于人工因素导致的车站股道分配事故的发生，将致使各方向列车都不能顺利通过车站进入路网，诱发严重的铁路行车事故，影响整个路网的通行效率。因此，本发明可避免由于人工因素导致的股道分配事故发生，提高车站通行效率，缓解高峰期间列车延误状况。由于本发明主要基于道岔组占用系数进行控制，而道岔组占用时间的统计是比较精确地，因此能够具有很好的应用效果。本发明所采用的原理简单，易于软件实现，费用低，可应用的范围广。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为本发明实施例车站站场平面示意图。

具体实施方式

为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

如图1所示，为铁路客运站站场平面图，车站共有11条到发线，其中股道Ⅶ、Ⅷ为车站正线。站场分为左右两个咽喉区，其中左侧咽喉区道岔组用奇数标明，右侧咽喉区道岔组用偶数标明。规定列车由左侧咽喉进入、从右侧咽喉出发为下行方向。反之，为上行方向。列车停靠某股道需要进行如下一系列事件（以下行列车为例）：列车遍历左侧咽喉若干道岔组；停留在某一到发线；列车遍历右侧咽喉若干道岔组离开车站。

表1为股道与咽喉道岔组之间的衔接关系。据图1可知，列车进、出站需要遍历若干道岔组。表1给出了每条到发线衔接的进、出站道岔组。

表1股道径路表

表2为每个道岔组被列车占用所需要的时间，也就是前文所述的占用系数。该占用系数是根据道岔组所包含的道岔个数确定。

表2道岔组占用时间表

列车占用股道及咽喉道岔组需要遵循行车约束以满足车站的各项作业要求。具体如下：

(1)在同一时间，每个咽喉道岔组只能被一列列车占用。

(2)在同一时间，每条股道只能被一列列车占用。

(3)连续两列列车若占用同一股道，列车占用股道时间应满足最小时间间隔2min。

(4)每一列车进站有且只能停留一股道。

实验模拟：

通过实例研究，对所提出的一种全新的股道分配方法进行验证。重点分析列车占用各股道的均衡性，以及左右两侧咽喉能力。车站站场共有11条到发线，其中股道Ⅶ、Ⅷ为车站正线，调车线2条。通过分析列车到站规律，概率统计得出列车进、出站时刻表如表3所示。

经过整理，表4详细列出了分配方案。其中分配结果满足列车间最小时间间隔2min的要求。该分配结果说明该车站在这一阶段内能力较富足，且此分配结果从均衡性角度出发，满足车站设备的合理使用。本发明得出另一结论：该大型客运站左侧能力是右侧的1.5503倍。因此在股道分配的时候，应该酌情考虑右侧咽喉的通过能力情况。并将右端咽喉作为限制通过能力咽喉。

表3列车进、出站时刻表

由以上结果可以看出，所提出的自动化、智能化铁路客运站股道分配方法可以有效避免车站作业中股道分配不均衡现象，且能够检测出车站两侧咽喉的能力大小，提高车站通过能力，节约人工劳动力。

表4股道分配结果整理表

Claims

1.一种铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述将股道分配的均衡性及两侧咽喉的能力进行分析比较具体为：确定每个股道与咽喉区之间的联系。

3.根据权利要求2所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述确定每个股道与咽喉区之间的联系具体为：确定每个股道的左右咽喉占用系数。

4.根据权利要求3所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述确定每个股道的左右咽喉占用系数具体为：通过列车进站与出站遍历的若干咽喉道岔组，得出每股道两侧的占用系数。

5.根据权利要求4所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，将每个股道与列车进站所占用的道岔组相统一，给出列车占用道岔的时间，当列车准备停靠某个站台股道时，其进站占用系数便确定。

6.根据权利要求4所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，将每个股道与列车出站所占用的道岔组相统一，给出列车占用道岔的时间，当列车准备驶出某个站台股道时，其出站占用系数便确定。

7.根据权利要求1所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述设备约束和运行约束条件具体为：在同一时间，每个咽喉道岔组只能被一列列车占用。

8.根据权利要求1所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述设备约束和运行约束条件具体为：在同一时间，每条股道只能被一列列车占用。

9.根据权利要求1所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述设备约束和运行约束条件具体为：连续两列列车若占用同一股道，列车占用股道时间应满足最小时间间隔2min。

10.根据权利要求1所述的铁路客运站道岔-股道联控自动分配方法，其特征在于，所述设备约束和运行约束条件具体为：每一列车进站有且只能停留一股道。