CN111439291B - 一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法。所述晚点在线恢复方法包括：基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景；响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为无交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至终点站作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出时间调节量；以及响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至所述当前晚点列车与其连带晚点列车的截断站点作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出时间调节量。

Description

一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法及其系统

技术领域

本发明涉及轨道交通控制领域，尤其涉及一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法及其系统。

背景技术

近年来，随着城市化进程的加快以及公共交通需求的不断增大，城市轨道交通的建设迎来了一个高峰期。尤其在一线城市，地铁线路越来越密集，列车的发车间隔被大幅度的缩短。然而，列车运营系统是一个多个体相互关联的复杂系统。客流的动态变化及其它因素的扰动将对列车准点运行造成一定的影响，从而导致列车到站或发车晚点，甚至造成后续列车的连带晚点(晚点传播效应)。因此，如何在满足安全运行及运营需求的前提下确保列车尽快的恢复至计划运营图，对地铁晚点恢复的实时性和最优性提出了挑战。

现阶段当出现列车运营晚点情况时，实际工作中的调整方法通常以人工经验调整为主，尚未发现有成熟高效的地铁晚点恢复的方法投入运营使用。

因此，本发明提出一种晚点在线恢复方法及其系统，并不仅仅针对地铁系统，还可解决高铁、城际铁路等轨道交通系统的晚点问题。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法，所述轨道交通系统包括一条运行线路以及在该运行线路上运行的多辆列车，所述运行线路包括多个站点，所述晚点在线恢复方法包括：基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景，所述运行场景分为无交路运行和交路运行，所述连带晚点列车为受所述当前晚点列车影响而晚点的列车；响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为无交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至终点站作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量；以及响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至所述当前晚点列车与其连带晚点列车的截断站点作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量，所述截断站点为所述当前晚点列车的剩余行驶路径与其连带晚点列车的剩余行驶路径的第一个不同站点。

更进一步地，所述基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景包括：响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的站点依次完全相同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为无交路运行；以及响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上存在任意一个站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均不同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为交路运行。

更进一步地，所述晚点在线恢复方法还包括：基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量更新所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一站点的实际运营时刻表，所述时间调节量包括进站时刻和发车时刻，所述实际运营时刻表至少包括进站时刻和发车时刻。

更进一步地，所述晚点在线恢复方法还包括：基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在所有站点的实际运营时刻表控制所述当前晚点列车及其连带晚点列车运行。

更进一步地，所述晚点在线恢复方法还包括：从实际运营时刻表获取所有晚点列车的晚点信息，所述晚点信息至少包括所述晚点列车的车次号和进站时刻；基于每一晚点列车的车次号从计划运营时刻表中获取所述晚点列车的行驶方向和计划进站时刻；将所述行驶方向上的第一辆晚点列车确定为所述当前晚点列车；以及基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车。

更进一步地，所述基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车包括：基于所述当前晚点列车的晚点时间偏差确定所述当前晚点列车的晚点传播深度，所述晚点传播深度表征所述当前晚点列车的晚点程度；以及基于所述晚点传播深度确定所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

更进一步地，所述晚点传播深度为受所述晚点列车影响的列车数量，所述基于当前晚点列车的晚点时间偏差确定当前晚点列车的晚点传播深度包括：基于所述当前晚点列车的进站时刻与所述晚点列车的计划进站时刻确定所述晚点列车的晚点时间偏差；以及将所述晚点时间偏差除以发车时间间隔的商作为所述晚点传播深度；以及所述基于晚点传播深度确定所述当前晚点列车的连带晚点列车包括：将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的晚点传播深度数量的列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

更进一步地，所述基于晚点传播深度确定所述当前晚点列车的连带晚点列车还包括：响应于与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的列车的数量小于所述晚点传播深度，将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的所有列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

更进一步地，所述晚点恢复算法包括晚点模型和所述晚点模型的求解方法，所述将晚点恢复站点输入晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量包括：将所述当前晚点列车及其连带晚点列车的计划运营时刻表以及所述晚点恢复站点输入所述运行线路的晚点模型，所述晚点模型以恢复所述计划运营时刻表为调整目标；以及利用所述求解方法求出所述晚点模型的最优解，所述最优解包括所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种轨道交通系统的晚点在线恢复装置，所述轨道交通系统包括一条运行线路以及在该运行线路上运行的多辆列车，所述运行线路包括多个站点，所述晚点在线恢复装置包括：存储器；以及

处理器，所述处理器被配置成：基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景，所述运行场景分为无交路运行和交路运行，所述连带晚点列车为受所述当前晚点列车影响而晚点的列车；响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为无交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至终点站作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量；以及响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至所述当前晚点列车与其连带晚点列车的截断站点作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量，所述截断站点为所述当前晚点列车的剩余行驶路径与其连带晚点列车的剩余行驶路径的第一个不同站点。

更进一步地，所述处理器进一步被配置成：响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的站点依次完全相同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为无交路运行；以及响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上存在任意一个站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均不同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为交路运行。

更进一步地，所述处理器还被配置成：基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量更新所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一站点的实际运营时刻表，所述时间调节量包括进站时刻和发车时刻，所述实际运营时刻表至少包括进站时刻和发车时刻。

更进一步地，所述处理器还被配置成：基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在所有站点的实际运营时刻表控制所述当前晚点列车及其连带晚点列车运行。

更进一步地，所述处理器还被配置成：从实际运营时刻表获取所有晚点列车的晚点信息，所述晚点信息至少包括所述晚点列车的车次号和进站时刻；基于每一晚点列车的车次号从计划运营时刻表中获取所述晚点列车的行驶方向和计划进站时刻；将所述行驶方向上的第一辆晚点列车确定为所述当前晚点列车；以及基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车。

更进一步地，所述处理器进一步被配置成：基于所述当前晚点列车的晚点时间偏差确定所述当前晚点列车的晚点传播深度，所述晚点传播深度表征所述当前晚点列车的晚点程度；以及基于所述晚点传播深度确定所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

更进一步地，所述晚点传播深度为受所述晚点列车影响的列车数量，所述处理器进一步被配置成：基于所述当前晚点列车的进站时刻与所述晚点列车的计划进站时刻确定所述晚点列车的晚点时间偏差；将所述晚点时间偏差除以发车时间间隔的商作为所述晚点传播深度；以及将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的晚点传播深度数量的列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

更进一步地，所述处理器进一步被配置成：响应于与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的列车的数量小于所述晚点传播深度，将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的所有列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

更进一步地，所述晚点恢复算法包括晚点模型和所述晚点模型的求解装置，所述处理器进一步被配置成：将所述当前晚点列车及其连带晚点列车的计划运营时刻表以及所述晚点恢复站点输入所述运行线路的晚点模型，所述晚点模型以恢复所述计划运营时刻表为调整目标；以及利用所述求解装置求出所述晚点模型的最优解，所述最优解包括所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项所述的轨道交通系统的晚点在线恢复方法的步骤。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，更能够更好地理解本发明的上述特征和优点。

图1是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的晚点在线恢复方法的流程示意图；

图2是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的晚点在线恢复方法的部分流程示意图；

图3是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的晚点在线恢复方法的部分流程示意图；

图4是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的晚点在线恢复方法的部分流程示意图；

图5是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的轨道交通系统的一条运行线路的单程运行示意图；

图6是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的轨道交通系统的一条运行线路的单程运行示意图；

图7是根据本发明的一个方面绘示的一实施例中的晚点在线恢复方法的部分流程示意图；

图8是根据本发明的另一个方面绘示的一实施例中的晚点在线恢复装置的示意框图。

具体实施方式

给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本发明并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本发明并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本发明。

请读者注意与本说明书同时提交的且对公众查阅本说明书开放的所有文件及文献，且所有这样的文件及文献的内容以参考方式并入本文。除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。

注意，在使用到的情况下，标志左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

注意，在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

根据本发明的一个方面，提供一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法，用于实现单条运行线路上的多辆列车的晚点在线恢复，该单条运行线路包括多个站点。虽然本发明以单条线路为对象来撰写，但本领域的技术人员可以理解，当存在多条运行线路时，可分别基于每条运行线路进行单条运行线路上的列车的晚点在线恢复。

在一实施例中，如图1所示，该晚点在线恢复方法100包括步骤S110-S130。

其中，步骤S110为：基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述连带晚点列车的运行场景，所述运行场景分为无交路运行和交路运行，所述连带晚点列车为受所述当前晚点列车影响而晚点的列车。

在轨道交通系统中，一辆列车一般会循环行驶同一条线路，一辆列车的本次行程是指该列车所行驶的该条线路的单向行程运行线路，即从该列车运行线路的起始站至终点站的过程。但也可能存在环路的情形，例如上海地铁4号线，对于环路运行线路而言，轨道列车的一次行程可指该列车从一站点出发回到该站点的过程。剩余行驶路径是指一辆列车从其当前位置行驶至该列车的计划终点站的路径，可以表示为该辆列车在完成本次行程时未来会经过的所有站点。单条运行线路则是以可行驶的最长路径来划分的。

交路运行一般可指在同一条运行线路上同向运行的所有列车在一次行程过程中经过的站点有所不同。无交路运行一般可指在一条运行线路上同向运行的所有列车在一次行程过程中经过的站点完全相同。假设一条运行线路总共包括N个站点，交路运行是指存在部分列车(不是全部列车)只经过该N个站点中的M个(N和M为整数，且N>M)，无交路运行一般指所有列车均经过该N个站点。无论经过N个站点或是M个站点均是按照该条运行线路上站点的排布顺序来依次经过其中的N个站点或M个站点。

以上海地铁12号线为例，其最长线路为从金海路至七莘路，则上海地铁12号的运行线路为从金海路至七莘路，共包括32座车站。但上海地铁12号线在高峰期和平峰期的列车运营时刻表并不相同。比如，在高峰期，部分列车以巨峰路为始发站以虹梅路为终点站运行，即该部分列车只经过24座车站并不经过该条运行线路的所有32座车站；同时，还有部分列车以金海路为始发站以七莘路为终点站运行，则该部分列车经过该条运行线路的所有32座车站。因此，在高峰期，12号线上的列车处于交路运行。在平峰期，12号线上的所有列车均以金海路为始发站以七莘路为终点站运行。即在平峰期，12号线上的列车处于无交路运行。

上述定义为交路运行和无交路运行的一般定义，然而，本发明所述的无交路运行是指位置在前的列车(当前晚点列车)的剩余行驶路径上的所有站点均会被位置在后的列车(连带晚点列车)依次经过，交路运行则是指位置在前的列车(当前晚点列车)的剩余路径上的部分站点不会被位置在后的列车(连带晚点列车)经过。

仍以上海地铁12号线为例，假设一辆列车的本次行程以金海路站为始发站以虹梅路站为终点站，另一辆列车的本次行程以巨峰路站为始发站以虹梅路站为终点站。则从运行环境的一般概念而言，该两辆列车处于交路运行状态。但假设其中一辆列车已处于漕宝路站，另一辆列车已处于龙漕路站，因为漕宝路站相对于龙漕路站更靠近终点站虹梅路站，因此位于大连站的列车为位置靠前的列车，则位于龙漕路站的列车为位置靠后的列车。显然位置靠前的列车会依次经过桂林公园站和虹漕路站到达虹梅路站，位置靠后的列车会依次经过漕宝路站、桂林公园站和虹漕路站到达虹梅路站，显然，位置靠后的列车会经过位置靠前的列车的剩余路径上的所有站点桂林公园站、虹漕路和达虹梅路站，因此，该两辆列车实际上处于无交路运行状态。

基于上述交路运行和无交路运行的定义，如图2所示，步骤S110可具化为步骤S111-S112。

步骤S111为：响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的站点依次完全相同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为无交路运行。

步骤S112为：响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上存在任意一个站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均不同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为交路运行。

虽然上述以剩余行驶路径上的站点为例来作为判断两辆列车的剩余行驶路径是否相同的标准，但本领域的技术人员可以理解，实际上剩余行驶路径完全相同的本质意义是指位置在后的列车会沿着位置在前的列车的行驶路线来行驶。

步骤S120为：响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为无交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至终点站作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量。

晚点恢复算法由晚点模型以及所述晚点模型的求解方法构成。其中，晚点模型以列车的晚点恢复站点的进站时刻和发车时刻作为调整对象、以恢复输入的列车的计划运营时刻表为调整目标，最终输出每一输入的列车的每一晚点恢复站点的时间调节量。该时间调节量可以是具体的进站时刻和发车时刻，或者该时间调节量还可以是相对于计划进站时刻的晚点时间偏量和相对于计划发车时刻的晚点时间偏量。其中，进站时刻指列车到达一站点并停止的时刻；发车时刻指列车从一站点出发的时刻；晚点时间偏量是指相对于一时间的时间差值。计划运营时刻表至少包括该条运行线路上的所有的列车的计划进站时刻和计划发车时刻。

当当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景为无交路运行时，则当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均可作为晚点恢复站点。通过调整晚点恢复站点的进站时刻和发车时刻来缩短与计划运营时刻表的时间差。

可以理解，一列车在一站点的进站时刻与发车时刻的时间差为该列车在该站点的停站时间，即在该站点驻留的时间；一列车在前一站点的发车时刻与在后一站点的进站时刻的时间差为该列车从前一站点行驶至后一站点的运行时间；一列车在一站点的发车时刻与另一列车在该同一站点的发车时刻的时间差为该两辆列车在该站点的发车间隔。

显然，通过一条运行线路上的所有列车的运营时刻表可以获取与列车运行相关的时间参数，晚点模型则可以通过调整停站时间、发车间隔以及列车从一站点行驶至另一站点消耗的时间等参数来使得输入的列车的运营时刻表不断向计划运营时刻表趋近。那么，通过设置适当的求解方法则可求出晚点模型的最优解。

步骤S130为：响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至所述当前晚点列车与其连带晚点列车的截断站点作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量。

在无交路运行场景下，连带晚点列车会经过当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点，因此连带晚点列车在当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点的运行均会被当前晚点列车连带影响，则当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均可作为调整对象。

在交路运行场景下，连带晚点列车会经过当前晚点列车的剩余行驶路径上的部分站点，因此连带晚点列车在当前晚点列车的剩余行驶路径上的部分站点的运行会被当前晚点列车连带影响，则当前晚点列车的剩余行驶路径上的该部分站点即当前晚点列车的剩余行驶路径上的会被连带晚点列车经过的站点可作为调整对象。

截断站点为当前晚点列车的剩余行驶路径上第一个连带晚点列车不会经过的站点。即从当前晚点列车的剩余行驶路径上的当前晚点站至截断站点间的所有站点均会被连带晚点列车经过，因此将当前晚点列车的剩余行驶路径上的当前晚点站至截断站点作为调整对象。

进一步地，在对截断站点进行判断时，可从连带晚点列车的剩余行驶路径上第一个与当前晚点列车的剩余行驶路径上的任一站点相同的站点开始依次比对当前晚点列车与其连带晚点列车的剩余行驶路径上的站点，则判断出的第一个不同站点即为截断站点。

更进一步地，晚点在线恢复方法100还可包括确定当前晚点列车的步骤。

轨道交通系统一般设置有列车自动监控(Automatic Train Supervision，ATS)系统，用于实现全线列车运行的集中监控功能。ATS系统的主要功能包括运营时刻表管理和晚点统计等等。因此，可通过从轨道交通系统的ATS系统获取晚点列车的相关的信息。

对应地，为实现当前晚点列车的判定，晚点在线恢复方法100还可包括步骤S140-S160，如图3所示。

具体地，步骤S140为：从所有站点的实际运营时刻表获取所有晚点列车的晚点信息。

ATS系统会基于所有列车的实际运营时刻表与计划运营时刻表的时间偏差来统计出晚点列车的车次号及其晚点时间等等。因此，可从ATS系统获取晚点信息。ATS系统的晚点统计是为了便于乘客了解个人关心的列车的实际运营时刻表，因此统计出的晚点信息一般至少包括车次号和进站时刻。其中，车次号为晚点列车的编号，而晚点列车在每一站点的进站时刻则是乘客较为关系的问题，且可用于计算晚点列车的晚点时间。

步骤S150为：基于每一晚点列车的车次号从计划运营时刻表中获取所述晚点列车的行驶方向和计划进站时刻。

从ATS系统获取到所有列车的晚点信息后，将所有晚点列车基于行驶方向进行分类。对于一条运行线路而言，一般包括去程和返程两个行驶方向。基于该两个行驶方向将晚点列车分为两类。

晚点列车的计划进站时刻则可结合实际的进站时刻来确定晚点列车中的连带晚点列车。

步骤S160为：将每一行驶方向上的第一辆晚点列车确定为所述行驶方向上的当前晚点列车。

一行驶方向上的第一辆晚点列车可看作是该行驶方向上的位于领头位置的晚点列车。可以理解，后续的晚点列车的晚点可能是由于该领头的晚点列车的晚点造成的，因此从领头位置的晚点列车来首先进行晚点恢复可从晚点现象的源头来解决晚点问题。因此，将一行驶方向上的第一辆晚点列车确定为该行驶方向上的当前晚点列车。

进一步地，基于该当前晚点列车的影响程度来确定该当前晚点列车的连带晚点列车。将当前晚点列车与其连带晚点列车作为整体的调整对象来解决该连带晚点问题。则，如图3所示，晚点在线恢复方法100还可包括步骤S170。

步骤S170为：基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车。

具体可基于当前晚点列车的晚点传播深度来确定连带晚点列车。如图4所示，确定连带晚点列车的步骤包括步骤S171-S172。

步骤S171为：基于所述当前晚点列车的晚点时间偏差确定所述当前晚点列车的晚点传播深度，所述晚点传播深度表征所述当前晚点列车的晚点程度。

晚点时间偏差为列车的实际运营时刻表相对于计划运营时刻表的时间偏差。利用当前晚点列车的晚点时间偏差可确定出在该当前晚点列车的后续一定时间内的驶向当前晚点列车所在位置的列车均会受到当前晚点列车的影响，即连带晚点列车。

在具体实施例中，该晚点传播深度可指当前晚点列车影响的列车数量。则确定当前晚点列车的晚点传播深度时，可首先基于当前晚点列车的进站时刻与其计划进站时刻的差值确定出晚点时间偏差。而由于轨道交通列车的发车间隔在理论上几乎是固定的，特别是地铁等城市便捷交通，因此可基于晚点时间偏差与发车间隔的关系来确定晚点传播深度。具体地，可利用当前晚点列车的晚点时间偏差处于发车间隔，则晚点时间偏差与发车间隔的商即可理解为在该晚点时间偏差内受影响的列车的数量，即晚点传播深度。

步骤S172为：基于所述晚点传播深度确定所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

在确定出晚点传播深度之后，将与该当前晚点列车同向行驶且位于该当前晚点列车之后的晚点传播深度数量的列车确定为连带晚点列车。以图5所示的一行驶方向上的6辆列车为例，以各个列车在该行驶方向上的位置为该6辆列车编号1-6。假设列车2位当前晚点列车，其晚点传播深度为3，则列车2后面的列车3-列车5为连带晚点列车。

更进一步地，轨道交通系统可能存在最晚的运营时间，比如地铁系统的每条运行线路均存在最晚的运行时间。则可能存在当前晚点列车的晚点传播深度大于其后存在的列车数量的情形。以图6所示的3辆列车为例，假设列车1为当前晚点列车，其后仅存在2辆列车，当基于列车1的晚点时间偏差确定出的晚点传播深度大于2时，则由于该列车1后仅存在列车2和列车3，因此连带晚点列车为列车2和列车3。

对应的，步骤S172还可包括：响应于与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的列车的数量小于所述晚点传播深度，将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的所有列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

可以理解，当基于当前晚点列车的晚点时间偏差确定出的晚点传播深度大于位于该当前晚点列车之后的列车的数量时，还可基于需要修改该当前晚点列车的晚点传播深度。即在确定当前晚点列车的晚点传播深度时，可将基于晚点时间偏差计算出的晚点传播深度与位于该当前晚点列车之后的列车的数量之间的较小值确定为该当前晚点列车的晚点传播深度。

更进一步地，在计算出当前晚点列车及其连带晚点列车的时间调节量后，需要根据晚点恢复算法输出的时间调节量来对应的调整实际运营时刻表。具体地，晚点在线恢复方法100还可包括：基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量更新所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一站点的实际运营时刻表。

可以理解，通过调整晚点列车在晚点恢复站点的运营时间，可缩短晚点列车的实际运营时刻表相对于计划运营时刻表间的时间差距，而剩余行驶路径上的任一站点的运营时刻表的改变均可能引起该站点之后的所有站点的运行时刻表的改变。因此，需要基于当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量来更新当前晚点列车的剩余行驶路径以及连带晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点的实际运营时刻表，以便于乘客了解该条运行线路上的实际运营时刻表。

对应地，确定出实际运营时刻表后，还需基于该实际运营时刻表来控制当前晚点列车及其连带晚点列车运行。

更进一步地，针对交路运行环境和无交路运行环境下的当前晚点列车及其连带晚点列车，在通过一轮晚点恢复之后的结果可能有所不同。

在通过一次晚点恢复算法确定出当前晚点列车及其连带晚点列车的时间调节量后，当前晚点列车可能已恢复或未恢复计划运营时刻表。

对于无交路运行环境下的当前晚点列车及其连带晚点列车而言，由于当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均为晚点恢复站点，因此即使当前晚点列车未恢复计划运营时刻表，经过所有晚点恢复站点后该当前晚点列车已到达终点站，也无法再对其他列车产生影响。因此，针对该当前晚点列车的晚点恢复结束。

对于交路运行环境下的当前晚点列车及其连带晚点列车而言，由于仅有当前晚点列车的剩余行驶路径上的部分站点为晚点恢复站点，因此经过该些晚点恢复站点之后的当前晚点列车若未恢复至计划运营时刻表，那么该当前晚点恢复站点仍会对在其后的其他列车产生影响。此时，可将经过一轮晚点恢复后未恢复至计划运营时刻表且仍具有剩余行驶路径的列车作为晚点列车，回到步骤S140中进行新一轮的当前晚点列车的判定。

更进一步地，晚点在线恢复方法100还可包括建立晚点模型的步骤。具体可如图7所示，包括步骤S710-S720。

步骤S710为：以输入的列车的总晚点时间最小为目标函数，以输入的列车在各个晚点恢复站点的到达时刻和发车时刻为调节量，建立列车晚点模型。

晚点模型的目标函数可描述为式(1)。

其中，N为当前晚点列车及其连带晚点列车的数量之和，M为晚点恢复站点的数量，x_ij表示晚点列车i到达第j站的晚点时间偏量，y_ij表示晚点列车i离开j站的晚点时间偏量。

步骤S720为：基于轨道交通系统前后节列车安全运行的条件建立所述列车晚点模型的约束条件。

具体地，根据轨道交通系统前后节列车安全运行的条件，可建立如下约束条件：

(1)根据线路运营需求，建立列车沿线各站点最小停站时间约束；

(2)根据运行线路上的站点设置条件及列车特性，建立沿线各区间列车最小运行时间约束；

(3)根据信号系统安全追踪间隔，建立同一站点列车发车间隔约束；

(4)根据运营要求，建立列车不能早于计划发车时刻发车约束。

在建立上述晚点模型后，在步骤S120和步骤S130中，可将当前晚点列车以及连带晚点列车的计划运营时刻表以及确定出的晚点恢复站点输入至该晚点模型以使得该晚点模型符合实际。

进一步地，上述晚点模型可转化为凸优化问题，针对该凸优化问题可采用采用内点法来求解。内点法为求解凸优化问题的常用算法，不再赘述。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

根据本发明的再一个方面，还提供一种轨道交通系统的晚点在线恢复装置。

在一实施例中，如图8所示，晚点在线恢复装置800包括存储器810和处理器820。

该存储器810用于存储计算机程序。

处理器820与存储器810耦接，用于执行该存储器810上存储的计算机程序，该处理器820配置成实现如上述任一实施例中的轨道交通系统的晚点在线恢复方法的步骤。

根据本发明的另一个方面，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如前述任一实施例中的轨道交通系统的晚点在线恢复方法的步骤。

本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供之前的描述是为了使本领域中的任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。但是应该理解，本发明的保护范围应当以所附权利要求书为准，而不应被限定于以上所解说实施例的具体结构和组件。本领域技术人员在本发明的精神和范围内，可以对各实施例进行各种变动和修改，这些变动和修改也落在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种轨道交通系统的晚点在线恢复方法，所述轨道交通系统包括一条运行线路以及在该运行线路上运行的多辆列车，所述运行线路包括多个站点，所述晚点在线恢复方法包括：

基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景，所述运行场景分为无交路运行和交路运行，所述连带晚点列车为受所述当前晚点列车影响而晚点的列车；

响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为无交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至终点站作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量；以及

响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至所述当前晚点列车与其连带晚点列车的截断站点作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量；其中

所述截断站点为所述当前晚点列车的剩余行驶路径与其连带晚点列车的剩余行驶路径的第一个不同站点；

所述无交路运行指示同一条运行线路上同向运行的所有列车在一次行程过程中经过的站点完全相同；

所述交路运行指示同一条运行线路上同向运行的所有列车在一次行程过程中经过的站点有所不同。

2.如权利要求1所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，所述基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景包括：

响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的站点依次完全相同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为无交路运行；以及

响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上存在任意一个站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均不同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为交路运行。

3.如权利要求1所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，还包括：

基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量更新所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一站点的实际运营时刻表，所述时间调节量包括进站时刻和发车时刻，所述实际运营时刻表至少包括进站时刻和发车时刻。

4.如权利要求3所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，还包括：

基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在所有站点的实际运营时刻表控制所述当前晚点列车及其连带晚点列车运行。

5.如权利要求3所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，还包括：

从实际运营时刻表获取所有晚点列车的晚点信息，所述晚点信息至少包括所述晚点列车的车次号和进站时刻；

基于每一晚点列车的车次号从计划运营时刻表中获取所述晚点列车的行驶方向和计划进站时刻；

将所述行驶方向上的第一辆晚点列车确定为所述当前晚点列车；以及

基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车。

6.如权利要求5所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，所述基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车包括：

基于所述当前晚点列车的晚点时间偏差确定所述当前晚点列车的晚点传播深度，所述晚点传播深度表征所述当前晚点列车的晚点程度；以及

基于所述晚点传播深度确定所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

7.如权利要求6所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，所述晚点传播深度为受所述晚点列车影响的列车数量，

所述基于当前晚点列车的晚点时间偏差确定当前晚点列车的晚点传播深度包括：

基于所述当前晚点列车的进站时刻与所述晚点列车的计划进站时刻确定所述晚点列车的晚点时间偏差；以及

将所述晚点时间偏差除以发车时间间隔的商作为所述晚点传播深度；以及

所述基于晚点传播深度确定所述当前晚点列车的连带晚点列车包括：

将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的晚点传播深度数量的列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

8.如权利要求7所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，所述基于晚点传播深度确定所述当前晚点列车的连带晚点列车还包括：

响应于与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的列车的数量小于所述晚点传播深度，将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的所有列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

9.如权利要求1所述的晚点在线恢复方法，其特征在于，所述晚点恢复算法包括晚点模型和所述晚点模型的求解方法，将晚点恢复站点输入晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量包括：

将所述当前晚点列车及其连带晚点列车的计划运营时刻表以及所述晚点恢复站点输入所述运行线路的晚点模型，所述晚点模型以恢复所述计划运营时刻表为调整目标；以及

利用所述求解方法求出所述晚点模型的最优解，所述最优解包括所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量。

10.一种轨道交通系统的晚点在线恢复装置，所述轨道交通系统包括一条运行线路以及在该运行线路上运行的多辆列车，所述运行线路包括多个站点，所述晚点在线恢复装置包括：

存储器；以及

处理器，所述处理器被配置成：

基于当前晚点列车的剩余行驶路径以及所述当前晚点列车的连带晚点列车的剩余行驶路径的相同程度判断所述当前晚点列车及其连带晚点列车的运行场景，所述运行场景分为无交路运行和交路运行，所述连带晚点列车为受所述当前晚点列车影响而晚点的列车；

响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为无交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至终点站作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量；以及

响应于所述当前晚点列车与其连带晚点列车的运行场景为交路运行，将所述当前晚点列车的当前晚点站至所述当前晚点列车与其连带晚点列车的截断站点作为晚点恢复站点输入至晚点恢复算法以确定出所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量；其中

所述截断站点为所述当前晚点列车的剩余行驶路径与其连带晚点列车的剩余行驶路径的第一个不同站点；

所述无交路运行指示同一条运行线路上同向运行的所有列车在一次行程过程中经过的站点完全相同；

所述交路运行指示同一条运行线路上同向运行的所有列车在一次行程过程中经过的站点有所不同。

11.如权利要求10所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述处理器进一步被配置成：

响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的站点依次完全相同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为无交路运行；以及

响应于所述当前晚点列车的剩余行驶路径上存在任意一个站点与所述连带晚点列车的剩余行驶路径上的所有站点均不同，判断所述当前晚点列车与所述连带晚点列车的运行场景为交路运行。

12.如权利要求10所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述处理器还被配置成：

基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量更新所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一站点的实际运营时刻表，所述时间调节量包括进站时刻和发车时刻，所述实际运营时刻表至少包括进站时刻和发车时刻。

13.如权利要求12所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述处理器还被配置成：

基于所述当前晚点列车及其连带晚点列车在所有站点的实际运营时刻表控制所述当前晚点列车及其连带晚点列车运行。

14.如权利要求12所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述处理器还被配置成：

从实际运营时刻表获取所有晚点列车的晚点信息，所述晚点信息至少包括所述晚点列车的车次号和进站时刻；

基于每一晚点列车的车次号从计划运营时刻表中获取所述晚点列车的行驶方向和计划进站时刻；

将所述行驶方向上的第一辆晚点列车确定为所述当前晚点列车；以及

基于所述当前晚点列车的进站时刻确定所述当前晚点列车的连带晚点列车。

15.如权利要求14所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述处理器进一步被配置成：

基于所述当前晚点列车的晚点时间偏差确定所述当前晚点列车的晚点传播深度，所述晚点传播深度表征所述当前晚点列车的晚点程度；以及

基于所述晚点传播深度确定所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

16.如权利要求14所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述晚点传播深度为受所述晚点列车影响的列车数量，所述处理器进一步被配置成：

基于所述当前晚点列车的进站时刻与所述晚点列车的计划进站时刻确定所述晚点列车的晚点时间偏差；

将所述晚点时间偏差除以发车时间间隔的商作为所述晚点传播深度；以及

将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的晚点传播深度数量的列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

17.如权利要求16所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述处理器进一步被配置成：

响应于与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的列车的数量小于所述晚点传播深度，将与所述当前晚点列车同方向且依次位于所述当前晚点列车之后的所有列车确定为所述当前晚点列车的所述连带晚点列车。

18.如权利要求10所述的晚点在线恢复装置，其特征在于，所述晚点恢复算法包括晚点模型和所述晚点模型的求解装置，所述处理器进一步被配置成：

将所述当前晚点列车及其连带晚点列车的计划运营时刻表以及所述晚点恢复站点输入所述运行线路的晚点模型，所述晚点模型以恢复所述计划运营时刻表为调整目标；以及

利用所述求解装置求出所述晚点模型的最优解，所述最优解包括所述当前晚点列车及其连带晚点列车在每一晚点恢复站点的时间调节量。

19.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1～9中任一项所述的轨道交通系统的晚点在线恢复方法的步骤。

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