CN105628041B - 基于路径搜索勾交路的方法 - Google Patents

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Abstract

基于路径搜索勾交路的方法，包括：在路局线路拓扑图中，搜索从起始站点到终止站点之间所有通路的路径集合C，并通过路局线路拓扑图获取路径集合C中每条路径经过的关键站点集；对路径集合C中的每一条路径，求取每一条路径上相邻两个关键站点之间的路径耗散和距离耗散，并计算路径耗散的和G和距离耗散的和H；获取当前路径的估计耗散F=路径耗散G+距离耗散H；对路径集合C中所有的路径均求取估计耗散F；对所有路径的估计耗散F按大小进行排序。本发明可以在列车行驶前搜索所有起点到终点的路径，并通过线路拓扑图根据路径耗散计算当前站点到终点的最优路径，不需要人工通过LKJ基础数据逐一设定勾选，速度更快。

Description

基于路径搜索勾交路的方法
技术领域
本发明涉及一种路径搜索方法，尤其涉及一种机车行驶中的勾交路搜索方法。
背景技术
现有机车行驶的交路中，交路上的各站都是人工通过LKJ基础数据逐一设定勾选的，效率非常低，准确率也不高。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种基于路径搜索的勾交路的方法，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
基于路径搜索勾交路的方法包括
（1）在路局线路拓扑图中，搜索从起始站点到终止站点之间所有通路的路径集合C，并通过路局线路拓扑图获取路径集合C中每条路径经过的关键站点集；
（2）对路径集合C中的每一条路径，求取每一条路径上相邻两个关键站点之间的路径耗散和距离耗散，并计算路径耗散的和G和距离耗散的和H；
（3）获取当前路径的估计耗散F=路径耗散G+ 距离耗散H；
（4）对（2）中路径集合C中所有的路径均求取估计耗散F；
（5）对所有路径的估计耗散F按大小进行排序。
所述路径耗散为两点之间的路径长度。
所述相邻两个站点之间的距离耗散是指以下两种情况形成的耗散：
（1）同一条路径的所有站点所述的工务线路的数目和所有线路拓扑图中工务线别的数目的比值，较小的具有小的耗散值，较大的则具有大的耗散值；
（2）假如同一条路径的所有相邻两个站点之间的线路行别相同，设置较小的耗散值，否则设置较大的耗散值。
所述（1）中搜索路径集合C和路径集合中每条路径经过的关键站点集的方法为：
（a）在路局线路拓扑图中，以起点为基准，辐射状向外搜索下一组具有不同方向的分支节点，搜索到的分支节点为第一层关键路径节点，记录在关键站点集A中；
（b）从路局线路拓扑图中获取起点到关键站点的所有非关键车站集合，记录在车站集合B中；
（c）以当前关键站点集A中的所有节点为起点辐射状向外搜索下一组具有不同方向的分支站点，形成下一层关键站点集，同样记录在A中；
（d）获取起点到关键站点集A中的所有车站集合，记录在车站集合B中
循环（c）~（d），直到终点车站包含于车站集合B中或者包含字关键站点集A中，记录所有从起点到终点车站的路径集合C。
所述（5）中，估计耗散F合适的路径是指估计耗散F最小的路径；
或者
选择估计耗散F处于用户设定阈值范围内的所有路径，在机车的显示装置上显示，由司机选择其中一个路径作为行驶路径。
本发明的有益效果：本发明可以在列车行驶前搜索所有起点到终点的路径，并通过线路拓扑图根据路径耗散计算当前站点到终点的最优路径，不需要人工通过LKJ基础数据逐一设定勾选，速度更快。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种基于路径搜索勾交路的方法，主要为了在列车行驶前供司机选择最适合的交路进行勾选显示出来。
它包括
（1）在路局线路拓扑图中，搜索从起始站点到终止站点之间所有通路的路径集合C，并通过路局线路拓扑图获取路径集合C中每条路径经过的关键站点集；
（2）对路径集合C中的每一条路径，求取每一条路径上相邻两个关键站点之间的路径耗散和距离耗散，并计算路径耗散的和G和距离耗散的和H；
（3）获取当前路径的估计耗散F=路径耗散的和G+ 距离耗散的和H；
（4）对（2）中路径集合C中所有的路径均求取估计耗散F；
（5）对所有路径的估计耗散F按大小进行排序。
（6）估计耗散F合适的路径是指估计耗散F最小的路径；或者选择估计耗散F处于用户设定阈值范围内的所有路径，在机车的显示装置上显示，由司机选择其中一个路径作为行驶路径。
上述的路径耗散为两点之间的路径长度。而相邻两个站点之间的距离耗散是指以下两种情况的耗散的相加：
（1）同一条路径的所有站点经过的工务线路的数目和所有线路拓扑图中工务线别的数目的比值，较小的具有小的耗散值，较大的则具有大的耗散值；
作为一种实施方式，设当前路径经过的线路总长为L1，设路径集合C中的当前路径经过的工务线路的线别数目为x1，而当前拓扑图中所有的工务线路的数目为X1，则当前的工务线路距离耗散为线路总长L1与路径比值的乘积，所述路径比值是指x1和X1的比值。
（2）假如同一条路径的所有相邻两个站点之间的线路行别相同，设置较小的耗散值，否则设置较大的耗散值；
作为一种实施方式，设当前路径所有两个站点之间的线路的数目为X2，设路径集合C中的当前路径两个站点之间经过的两个不同的行别（此处行别是指上行和下行两种情况）的线路的数目为分别x2和y2，比较x2/X2的比值和y2/X2的比值，当前的行别距离耗散为较小的比值与线路总长L1的乘积。
在上述步骤（1）中，搜索路径集合C和路径集合中每条路径经过的关键站点集的方法为对路局线路拓扑图存储的站点的邻接矩阵和关键站点的邻接矩阵进行最短路径搜索，具体方法如下：
（a）在路局线路拓扑图中，以起点为基准，辐射状向外搜索下一组具有不同方向的分支节点，搜索到的分支节点作为第一层关键路径节点，记录在关键站点集A中；
（b）从路局线路拓扑图中获取起点到关键站点的所有非关键车站集合，记录在车站集合B中；
（c）以当前关键站点集A中的所有节点为起点，辐射状向外搜索下一组具有不同方向的分支节点，形成下一层关键站点集，同样记录在A中；
（d）整理集合A，去除重复无效数据；
（e）获取起点到关键站点集A中的所有车站集合，记录在车站集合B中
（f）整理集合B，去除重复无效数据；
循环（c）~（f），直到终点车站包含于车站集合B中或者包含字关键站点集A中，记录所有从起点到终点车站的路径集合C。
而上述最短路径建立的前提，首先需要建立路局线路拓扑图，并对它上面的数据进行存储，使用存储的线路、站点、线别、行别、坐标等信息进行交路搜索。
因此下面提供一种对路局线路拓扑图的存储方法。在全国的路局线路拓扑图中，有许多条线路，在线路数据中，每条线路均设置有线路号。路局线路拓扑图的生成是对所有的线路进行拓扑化形成路局线路拓扑图，线路拓扑图包括一系列的点和两个点之间具有方向的边，其中点为每条线线路上的站点，边为两个站点之间的区间线路。
对路局线路拓扑数据进行存储时，需要在硬盘上对要存储的数据分配存储空间，在存储空间中设置存储需要存储数据的存储单元，例如数据库或者矩阵或者结构体等。
设置关键站点数据的存储单元，存储的是上述搜交路搜索中的关键站点集，这个存储单元可以为一个邻接矩阵，关键站点数据的存储单元存储路局线路图中每两条线路之间的交汇的站点和站点数据，所属的站点是指站点的坐标值，站点数据是指站点的站点编号、道岔号、股道号等数据；存储单元也可以设置为关联到LKJ基础数据数据库中的形式，当获取站点编号以后，在后续中需要哪些站点数据的话直接关联到数据库中进行调用，而不需要另行存储。作为搜索位于两个线路上的站之间的线路是否为通路的应用，可以直接搜索两条线路是否有交汇的站点，如果有交汇的站点说明为通路，如果没有，可以搜索与两条线路都交汇的线路，如果具有与两条线路都相交的线路，说明具有通路。
设置邻接矩阵M，邻接矩阵M用来存储拓扑图上所有线路上的站点的集合，邻接矩阵M边上的权值表示两个站点之间的区间线路的长度。同时邻接矩阵的每个站点可以存储站点数据，或者关联到LKJ基础数据的数据库中获取需要的站点数据。还设置在存储空间中为邻接矩阵每两个相邻的站点之间的线路设置存储线路数据的数据单元，或者通过现有的软件算法技术关联到LKJ基础数据库中获取需要的线路数据。
在存储空间中设置存储拓扑图中各个图形元素的特征数据的存储单元，站点的特征数据包括该站点在线路图中的图形元素的坐标和色值信息，而所述的图形元素是指线路拓扑图中所有的有意义的对象，例如线路、站点、信号机、标签等。如果存储的对象为点或者区域，可以选取具有代表性的像素的坐标进行存储，例如中心的像素坐标；而如果图形元素为线路时，因为线路包括多种形状，例如直线型、弯折型、曲线形等，此时需要对每种曲线的坐标分别存储，直线的话可以直接存储支线起止点的坐标，而如果是曲线，则需要存储多个点，而这多个点的数目需要满足以下条件：在人为确定失真程度的允许范围内，通过现有的根据点进行曲线生成的方法（例如贝塞尔曲线方法），可以模拟出原有的线路的最少点。
上述计算估计耗散时，路径耗散可以从邻接矩阵M存储的权值数据中获取，而距离耗散则可以从存储空间中存储的邻接矩阵M中两点之间的线路数据的存储单中获取，而未在存储空间中存储，则可通过事先设置的现有的关联数据库的方法关联到LKJ基础线路数据库中获取需要的数据。

Claims (4)

1.基于路径搜索勾交路的方法，其特征在于，包括
（1）在路局线路拓扑图中，搜索从起始站点到终止站点之间所有通路的路径集合C，并通过路局线路拓扑图获取路径集合C中每条路径经过的关键站点集；
（2）对路径集合C中的每一条路径，求取每一条路径上相邻两个关键站点之间的路径耗散和距离耗散，并计算路径耗散的和G和距离耗散的和H；其中，所述相邻两个站点之间的距离耗散是指以下两种情况形成的耗散：（2.1）同一条路径的所有站点的工务线路的数目和所有线路拓扑图中工务线别的数目的比值，较小的具有小的耗散值，较大的则具有大的耗散值；（2.2）假如同一条路径的所有相邻两个站点之间的线路行别相同，设置较小的耗散值，否则设置较大的耗散值；
（3）获取当前路径的估计耗散F=路径耗散G+ 距离耗散H；
（4）对（2）中路径集合C中所有的路径均求取估计耗散F；
（5）对所有路径的估计耗散F按大小进行排序。
2.根据权利要求1所述的基于路径搜索勾交路的方法，其特征在于：所述路径耗散为两点之间的路径长度。
3.根据权利要求1所述的基于路径搜索勾交路的方法，其特征在于，
所述（1）中搜索路径集合C和路径集合中每条路径经过的关键站点集的方法为：
（a）在路局线路拓扑图中，以起点为基准，辐射状向外搜索下一组具有不同方向的分支节点，搜索到的分支节点为第一层关键路径节点，记录在关键站点集A中；
（b）从路局线路拓扑图中获取起点到关键站点的所有非关键车站集合，记录在车站集合B中；
（c）以当前关键站点集A中的所有节点为起点辐射状向外搜索下一组具有不同方向的分支站点，形成下一层关键站点集，同样记录在A中；
（d）获取起点到关键站点集A中的所有车站集合，记录在车站集合B中
循环（c）~（d），直到终点车站包含于车站集合B中或者包含字关键站点集A中，记录所有从起点到终点车站的路径集合C。
4.根据权利要求1所述的基于路径搜索勾交路的方法，其特征在于：
所述（5）中，估计耗散F合适的路径是指估计耗散F最小的路径；
或者
选择估计耗散F处于用户设定阈值范围内的所有路径，在机车的显示装置上显示，由司机选择其中一个路径作为行驶路径。
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