CN111762238A - 一种列车间隔调整系统及其调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种列车间隔调整方法及系统，其包括行车间隔计算模块、行车间隔分析模块、调整模块和仲裁模块；行车间隔计算模块包括列车时间信息获取单元和初始间隔计算单元；行车间隔分析模块包括间隔获取单元和分析调整单元；调整模块，用于调整各个列车的区间运行时间和停站时间；仲裁模块，用于判断列车的行车间隔是否符合目标值。同时利用上述系统提出一种调整方法，通过上述调整方法能高效率调整各列车使其到发间隔均衡，尽快恢复系统正常运营，在调整过程中前后车统筹协调，减少乘客在车站的滞留时间，保证乘客服务水平。

Description

一种列车间隔调整系统及其调整方法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通运行技术领域，尤其是涉及一种列车间隔调整系统及其调整方法。
背景技术
当城市轨道交通系统受到突发事故或故障造成大规模延迟或者部分列车停运，此时列车恢复到按计划运行图运行已经是不可能。此时，调整目标是让整个交通系统恢复正常运营，保持高密度行车以及列车间隔均衡来快速运输乘客。现阶段，遇到此种情况时，主要由行车调度员凭借经验选择列车运行调整策略，调度员的工作强度大，列车运行调整的效率低且可靠性差。不合理的列车运行调整，可能导致列车大面积晚点，影响铁路运输和运营服务的效率。
现有技术方案是根据前后两车之间预估的行车间隔与目标间隔比较，预估值比目标值大就提速、减小停站时间，预估值比目标值小则减速、增加停站时间，从而使实际行车间隔逐渐趋于目标间隔时间。
但现有技术方案存在以下缺陷：
1. 未考虑车站乘客积压问题，例如，当前列车与其前行列车行车间隔大时，会造成车站客流积压，在这种情况下减少停站时间明显是不切实际的，停站时间减少，不但乘客十分不满，积压的客流又会对下一列车造成晚点，即晚点传播。
2. 未考虑前后车的影响，列车实际运行过程中，前后车是相互关联的。当前列车的晚点/早点或行车间隔偏大/偏小在适当条件下可以由前后车分担，这样可以快速恢复正点或行车间隔，且在调整过程中保证服务水平。现有技术方案只以单车作为调整对象，没有统筹考虑。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种列车间隔调整系统，使用该列车间隔调整系统，当城市轨道交通系统受到突发事件、事故或故障造成大规模延迟，无法恢复计划运行图行车时，高效率调整各列车使其间隔均衡，尽快恢复系统正常运营，在调整过程中前后车统筹协调，减少乘客在车站的滞留时间，保证乘客服务水平。
为解决上述技术问题，本发明所提供的列车间隔调整系统，其结构特征在于包括通过数据信息传输装置连接的行车间隔计算模块、行车间隔分析模块、调整模块和仲裁模块；
行车间隔计算模块包括列车时间信息获取单元和初始间隔计算单元，列车时间信息获取单元用于获取列车到达前方站的时间，列车信息获取单元将时间信息通过数据线与初始间隔计算单元连接，初始间隔计算单元用于计算初始行车间隔时间；
行车间隔分析模块包括间隔获取单元和分析调整单元，间隔获取单元用于获取相邻列车之间的行车间隔，间隔获取单元通过数据线与分析调整单元连接且将间隔信息发送给分析调整单元，分析调整单元对间隔信息进行分析；
调整模块，用于调整各个列车的区间运行时间和停站时间；
仲裁模块，用于判断列车的行车间隔是否符合目标值。
采用上述结构后，当城市轨道交通系统受到突发事件、事故或故障造成大规模延迟，无法恢复计划运行图行车时，利用行车间隔计算模块获取行车间隔时间以及相应数据，通过行车间隔分析模块以及调整模块的调整，调整多轮后，使行车间隔逐渐等于行车间隔目标值，高效率调整各列车使其间隔均衡，尽快恢复系统正常运营，在调整过程中前后车统筹协调，减少乘客在车站的滞留时间，保证乘客服务水平。
本发明还利用上述系统，提供了一种采用上述列车间隔调整系统的调整方法，其特征是包括以下步骤：
a.使用行车间隔计算模块获取所有列车的行车间隔时间，并计算当前列车i与前方列车i-1的初始行车间隔时间hi,0，其中i=1，2，3……n，并且当i=1时，前方列车i-1为列车n；当i=n时，后续列车为列车1；hi,0表示当前列车i与前方列车的初始行车间隔；
b. 通过行车间隔分析模块获取行车间隔，查找k轮调整中未作调整的列车行车间隔中的最大值hi,k-1，其中k=1，2，3……p，并判断hi,k-1是否大于目标行车间隔h0；若hi,k-1＞h0，将行车间隔时间信息输入调整模块；若hi,k-1≤h0，将行车间隔时间信息输入仲裁模块；hi,k-1表示经过第k-1轮调整后当前列车i与前方列车i-1的行车间隔，h0表示目标行车间隔；
c. 通过调整模块将前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整，调整k轮后，使前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1满足运行要求，以达到为当前列车分担客流、平衡列车拥挤的目的；
d.通过仲裁模块进一步判断经过调整后的行车间隔是否小于目标行车间隔h0; 并且经过k轮调整后，所有列车的行车间隔等于目标行车间隔。
步骤b中，当前列车i与其前方列车i-1的行车间隔最大时，其行车间隔记作hi,k-1，其中k=1时，hi,0表示当前列车i与前方列车i-1的初始行车间隔。
步骤b中，目标行车间隔h0表示理想的行车间隔，计算方法为：
h0=60θ列/N
θ列标示列车周转时间，单位min，N表示上线列车总数。
步骤c中，将前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整；
1）调整当前列车i
当前列车行车间隔最大，造成前方站客流积压，为保证乘客服务水平，不做减少停站时间的调整。
若h i,k-1 - h 0 >δ i,k ，调整为区间运行时间减少δ i,k ，调整后的当前列车i与前方列车i-1的行车间隔h i,k =h i,k-1 -δ i,k ；
若h i,k-1 - h 0 ≤δ i,k ，调整为区间运行时间减少hi,k-1- h 0 ，调整后的当前列车i与前方列车i-1的行车间隔为h i,k =h 0 ；
其中，δ i,k 为当前列车i运行在前方第k站间区间的运行缓冲时间，h i,k 为第k轮调整后的当前列车i与前方列车i-1之间的行车间隔，h 0 为调整的目标行车间隔；
2）调整前方列车i-1a)若h i-1,k-1≥h 0 ，即前方列车i-1的行车间隔不低于调整的目标行车间隔时，为了不增加晚点传播对当前列车i的影响，对前方列车i-1不作调整；h i-1,k-1 为第k-1轮调整后的前方列车i-1与当前列车i之间的行车间隔；
b)若h i-1,k-1<h 0
当h 0 -h i-1,k-1≤ε i-1,k 时，只调整停站时间，停站时间增加h 0 - h i-1,k-1，优先增加前方列车在前方站的停站时间，可以为当前列车 i分担客流，减少晚点传播，平衡列车的拥挤状况，调整后的前方列车i-1与当前列车i的行车间隔为h i-1,k=h 0 ；
当h 0 -h i-1,k-1>ε i-1,k 时，调整停站时间增加ε i-1,k ，并调整区间运行时间增加min(h 0 –(h i-1,k-1+ε i-1,k ),δ i-1,k )，调整后的前方列车i-1与当前列车i的行车间隔为h i-1,k = h i-1,k-1+ε i-1,k + min(h 0 –(h i-1,k-1+ε i-1,k ),δ i-1,k )；
式中，ε i-1,k 为前方列车i-1在其前方第k站的停站缓冲时间；δ i-1,k 为前方列车i-1运行在前方第k区间的运行缓冲时间; hi-1,k表示经过第k轮调整后前方列车i-1与当前列车i的行车间隔；
3）调整后续列车i+1 a) 若h i,k + h i+1,k-1 ≥2h 0
若h i+1,k-1 ≤h 0 ，列车间隔会随前方列车间隔的减小而增加，即自动恢复，故不对后续列车i+1作调整；
若h i+1,k-1 >h 0
当h i+1,k-1 -h 0 >δ i+1,k ，调整为区间运行时间减少δ i+1,k ，并调整停站时间减少min(h i+1,k-1 -h 0 -δ i+1,k ,ε i+1,k )调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔h i+1,k = h i+1,k-1 -δ i+1,k - min(h i+1,k-1 -h 0 -δ i+1,k ,ε i+1,k )；
当h i+1,k-1 -h 0 ≤δ i+1,k ，调整为区间运行时间减少h i+1,k-1 - h 0 ，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k =h 0 ；
式中，δ i+1,k 为列车i+1运行在前方第k间区间的运行缓冲时间; hi+1,k-1表示经过第k-1轮调整后后续列车i+1与当前列车i的行车间隔; hi+1,k表示经过第k轮调整后后续列车i+1与当前列车i的行车间隔；
b)若h i,k + h i+1,k-1 <2 h 0
当δ i+1,k ≥2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整区间运行时间增加2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k =h 0 ；
当δ i+1,k <2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整区间运行时间增加δ i+1,k ，并调整停站时间增加min(2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )-δ i+1,k ,ε i+1,k )，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k = h i+1,k-1 +δ i+1,k + min(2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )-δ i+1,k ,ε i+1,k )；其中，ε i+1,k 为前方列车i+1在其前方第k站的停站缓冲时间。
当城市轨道交通系统受到突发事件、事故或故障造成大规模延迟，无法恢复计划运行图行车时，利用行车间隔计算模块获取行车间隔时间以及相应数据，通过行车间隔分析模块以及调整模块的调整，调整多轮后，使行车间隔逐渐等于行车间隔目标值，本调整方法能高效率调整各列车使其间隔均衡，在调整过程中前后车统筹协调，减少乘客在车站的滞留时间，保证乘客服务水平，避免先加速后减速的无效调整，节约能耗。
综上所述，本发明具有自动化程度高、调整效率高以及不间歇调整运行、减少乘客在车站的滞留时间和保证乘客服务水平的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明中列车间隔调整系统的结构简图；
图2为本发明中列车间隔调整方法的流程示意图；
图3为本发明运行时的一种列车分布示意图；
图4为本发明运行时的另一种列车分布示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种列车间隔调整系统，参考图1所示，一种列车间隔调整系统，其包括通过数据信息传输装置连接的行车间隔计算模块、行车间隔分析模块、调整模块和仲裁模块；行车间隔计算模块包括列车时间信息获取单元和初始间隔计算单元，列车时间信息获取单元用于获取列车到达前方站的时间，列车信息获取单元将时间信息通过数据线与初始间隔计算单元连接，初始间隔计算单元用于计算初始行车间隔时间；行车间隔分析模块包括间隔获取单元和分析调整单元，间隔获取单元用于获取相邻列车之间的行车间隔，间隔获取单元通过数据线与分析调整单元连接且将间隔信息发送给分析调整单元，分析调整单元对间隔信息进行分析；调整模块，用于调整各个列车的区间运行时间和停站时间；仲裁模块，用于判断列车的行车间隔是否符合目标值。上述各个模块均采用中央处理器（CPU）制成，存取以及读取单元采用现有技术中的硬盘、内存等相应的计算机工具，其详细的组成结构为现有技术，本领域技术人员根据其各自功能，完全可以采购现有技术中的各种现有产品，并根据功能，输入相应的计算软件即可实现。
参考图2所示，本发明还一种采用所述列车间隔调整系统的调整方法，其采用了上述的列车间隔调整系统，并且包括以下步骤：
a.使用行车间隔计算模块获取所有列车的行车间隔时间，并计算当前列车i与前方列车i-1的初始行车间隔时间hi,0，其中i=1，2，3……n，并且当i=1时，前方列车i-1为列车n；当i=n时，后续列车为列车1；hi,0表示当前列车i与前方列车的初始行车间隔；
b. 通过行车间隔分析模块获取行车间隔，查找k轮调整中未作调整的列车行车间隔中的最大值hi,k-1，其中k=1，2，3……n，并判断hi,k-1是否大于目标行车间隔h0；若hi,k-1＞h0，将行车间隔时间信息输入调整模块；若hi,k-1≤h0，将行车间隔时间信息输入仲裁模块；hi,k-1表示经过第k-1轮调整后当前列车i与前方列车i-1的行车间隔，h0表示目标行车间隔；需要说明的是，当k=1时，上述的第k-1轮调整指的是未进行调整时的状态；
当前列车i与其前方列车i-1的行车间隔最大时，其行车间隔记作hi,k-1，其中k=1时，hi,0表示当前列车i与前方列车i-1的初始行车间隔；
目标行车间隔h0表示理想的行车间隔，计算方法为：
h0=60θ列/N
θ列标示列车周转时间，单位min，N表示上线列车总数。
c. 通过调整模块将前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整，调整k轮后，使前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1满足运行要求，以达到为当前列车分担客流、平衡列车拥挤的目的；
将前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整；
1）调整当前列车i
a)若h i,k-1 - h 0 >δ i,k ，调整为区间运行时间减少δ i,k ，调整后的当前列车i与前方列车i-1的行车间隔h i,k =h i,k-1 -δ i,k ；
b)若h i,k-1 - h 0 ≤δ i,k ，调整为区间运行时间减少hi,k-1- h 0 ，调整后的当前列车i与前方列车i-1的行车间隔为h i,k =h 0 ；
其中，δ i,k 为当前列车i运行在前方第k站间区间的运行缓冲时间，h i,k 为第k轮调整后的当前列车i与前方列车i-1之间的行车间隔，h 0 为调整的目标行车间隔；
2）调整前方列车i-1
a)若h i-1,k-1≥h 0 ，即前方列车i-1的行车间隔不低于调整的目标行车间隔时，为了不增加晚点传播对当前列车i的影响，对前方列车i-1不作调整；h i-1,k-1 为第k-1轮调整后的前方列车i-1与当前列车i之间的行车间隔；
b)若h i-1,k-1<h 0
当h 0 -h i-1,k-1≤ε i-1,k 时，只调整停站时间，停站时间增加h 0 - h i-1,k-1，调整后的前方列车i-1与当前列车i的行车间隔为h i-1,k=h 0 ；
当h 0 -h i-1,k-1>ε i-1,k 时，调整停站时间增加ε i-1,k ，并调整区间运行时间增加min(h 0 –(h i-1,k-1+ε i-1,k ),δ i-1,k )，调整后的前方列车i-1与当前列车i的行车间隔为h i-1,k = h i-1,k-1+ε i-1,k + min(h 0 –(h i-1,k-1+ε i-1,k ),δ i-1,k )；式中，ε i-1,k 为前方列车i-1在其前方第k站的停站缓冲时间；
式中，ε i-1,k 为前方列车i-1在其前方车站的停站缓冲时间；δ i-1,k 为前方列车i-1运行在前方第k区间的运行缓冲时间; hi-1,k表示经过第k轮调整后前方列车i-1与当前列车i的行车间隔；
3）调整后续列车i+1
a) 若h i,k + h i+1,k-1 ≥2h 0
若h i+1,k-1 ≤h 0 ，不对后续列车i+1作调整；
若h i+1,k-1 >h 0
当h i+1,k-1 -h 0 >δ i+1,k ，调整为区间运行时间减少δ i+1,k ，并调整停站时间减少min(h i+1,k-1 -h 0 -δ i+1,k ,ε i+1,k )调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔h i+1,k = h i+1,k-1 -δ i+1,k - min(h i+1,k-1 -h 0 -δ i+1,k ,ε i+1,k )；
当h i+1,k-1 -h 0 ≤δ i+1,k ，调整为区间运行时间减少h i+1,k-1 - h 0 ，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k =h 0 ；
式中，δ i+1,k 为列车i+1运行在前方第k区间的运行缓冲时间; hi+1,k-1表示经过第k-1轮调整后后续列车i+1与当前列车i的行车间隔; hi+1,k表示经过第k轮调整后后续列车i+1与当前列车i的行车间隔；
b)若h i,k + h i+1,k-1 <2 h 0
当δ i+1,k ≥2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整区间运行时间增加2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k =h 0 ；
当δ i+1,k <2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整区间运行时间增加δ i+1,k ，并调整停站时间增加min(2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )-δ i+1,k ,ε i+1,k )，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k = h i+1,k-1 +δ i+1,k + min(2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )-δ i+1,k ,ε i+1,k )；其中，ε i+1,k 为前方列车i+1在其前方车站的停站缓冲时间。
d.通过仲裁模块进一步判断经过调整后的行车间隔是否皆不大于目标行车间隔h0；若仍存在行车间隔时间大于目标行车间隔，则返回步骤b进行下一轮调整，并且经过k轮调整后，所有列车的行车间隔皆小于或等于目标行车间隔。
通过查找所有行车间隔最大的优先进行调整，可以提高运营效率，保证服务水平。其中k表示第k轮调整，k=1,2…p，k初始值为1，经过k轮调整后，所有列车的行车间隔小于或等于目标行车间隔，w为整个列车运行路线的站数。如在列车前方第1站和站后区间进行的调整为第1轮调整，此时k=1，在列车前方第2站和站后区间进行的调整为第2轮调整，此时k=2。在第k轮调整中，已进行调整的列车除外，当前列车i与其前方列车i-1的行车间隔最大时，其行车间隔记作hi,k-1，其中k=1时，hi,0表示初始行车间隔时间。当共设置N列车，进行k轮调整后，通过本发明的方法和系统使各个列车开始运行。
考虑列车之间的相互影响及现实情况，将行车间隔最大的当前列车i与其前方列车i-1和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整。不因为行车间隔大，为了赶点而在客流积压的情况下压缩停站时间，具有现实性；前行车间隔合适的情况下，增加前行列车在前方站的停站时间，可以为当前列车分担客流，减少晚点传播，平衡列车的拥挤状况；行车间隔小时，与前一个行车间隔综合分析，若是前一行车间隔偏大，表明本列车间隔会随前一间隔的减小而增加，即自动恢复，避免传统方案先降速后提速的无效调整，节约能耗，保证乘客的舒适性。
另外，需要说明的是，区间运行时间的控制是通过列车控制系统对列车速度的调节实现的，即控制列车车速，就可以调整上述区间运行时间，在此不详细描述其控制过程。
下面通过两个具体运行时的实施例说明本发明。
实施例1
参考图3所示，假设某线路上有3列车（1，2，3）运行，共有车站数量4站（分别为A、B、C、D站），列车路线为环形且列车逆时针运行，列车1位于车站D、C之间，列车2位于车站C、D之间，列车3位于车站A、B之间，并且四个车站均匀排布，其发生事故或故障等情况时，行车间隔分别是2min(列车1与列车2之间的初始行车间隔时间h2,0)、3min(列车2与列车3 的初始行车间隔时间h3,0)和10min(列车3与列车1的初始行车间隔时间h1,0)。
设定目标行车间隔h 0 为5min，各区间计划运行时间2min，区间计划运行时间指的是列车在相邻两站之间的计划运行时间，各站间区间的运行缓冲时间δ i,k 为1min，即调整后区间运行最大时间3min、区间运行最小时间1min，列车在各站的计划停站时间40s，各站的停站缓冲时间ε i,k 为20s，即调整后各站最大停站时间60s、最小停站时间20s。
调整过程如下：
（1）第1轮调整（k=1）
通过行车间隔计算模块得知，列车1与列车2之间的初始行车间隔时间h2,0为2min、列车2与列车3 的初始行车间隔时间h3,0为3min，列车3与列车1的初始行车间隔时间h1,0为10min，通过行车间隔分析模块得知，最大的行车间隔为10min，因而进行以下第1轮调整：
行车间隔最大的列车1与列车3、列车2组建为一个调整单元（i=1时，当前列车i为列车1，前方列车i-1为列车3，后续列车i+1为列车2）；
调整列车1，其初始行车间隔时间与目标行车间隔的差值大于区间运行缓冲时间（10min -5 min >1 min），调整其在前方第1区间运行时间（列车1在C站到B站的运行时间）减少1min，调整后列车1与列车3的行车间隔时间为10 min -1 min =9min，调整后列车2与列车1的初始行车间隔更新为2 min +1 min =3min。
调整列车3，其初始行车间隔时间小于目标行车间隔（3 min <5 min），且与目标间隔的差值大于停站时间（5min-3min>20s），调整003车前方第1站（B站）停站时间增加20s，且前方第1个区间（B站到C站）运行时间增加1min。调整后列车3与列车2间隔变为4min20s，调整后，列车1与列车3的行车间隔为7min40s。
调整列车2，调整前列车2与列车1的初始行车间隔时间h3,0和调整后列车1与列车3的行车间隔之和大于目标行车间隔的两倍(3 min +7min40s>2*5 min)，因而列车2在第1轮不作调整。
经过第1轮调整后，列车1与列车3的行车间隔为7min40s，列车2与列车1的行车间隔为3min,列车3与列车2的行车间隔时间为4min20s。其中，最大行车间隔为7min40s，其大于目标行车间隔5min，因而通过仲裁模块判断后，向上返回进行下一轮（第2轮）调整。
（2）第2轮调整
通过行车间隔分析模块得知，最大的行车间隔，列车1与列车3的行车间隔为7min40s ；
将行车间隔最大的列车1与列车3、列车2组建为一个调整单元。
调整列车1，列车1与列车3的行车间隔与目标行车间隔的差值大于区间运行缓冲时间（7min40s-5 min >1 min），调整其在前方第2区间（B站到A站）运行时间减少1min，调整后列车1与列车3的行车间隔为7min40s-1 min =6min40s，调整后列车2与列车1的行车间隔更新为3 min +1 min =4min。
调整列车3，列车3与列车2的行车间隔小于目标行车间隔（4min20s<5）,且与目标间隔的差值大于停站时间（5min-4min20s>20s），调整003车前方第2站停站时间增加20s，且前方第2个区间运行时间增加20s。调整后列车3与列车2的行车间隔变为5min，更新列车1与列车3的行车间隔为6min。
调整列车2，列车2与列车1的行车间隔和列车1与列车3的行车间隔的和大于目标行车间隔的两倍(4+6min40s>2*5)，此轮列车2不作调整。
经过第2轮调整后，列车1与列车3的行车间隔为6min，列车2与列车1的行车间隔为4min,列车3与列车2的行车间隔时间为5min。其中，最大行车间隔为6min，其大于目标行车间隔5min，因而通过仲裁模块判断后，向上返回进行下一轮（第3轮）调整。
（3）第3轮调整
通过行车间隔分析模块得知，最大的行车间隔，列车1与列车3的行车间隔为6min ；
行车间隔最大的列车1与列车3、列车2组建为一个调整单元。
调整列车1，其列车1与列车3的行车间隔与目标行车间隔的差值大于区间运行缓冲时间（6min-5 min≤1 min），调整其前方第3区间（A站的一个进口到A站的另一个进口）运行时间减少1min，调整后列车1与列车3的行车间隔为5min，调整后列车2与列车1的行车间隔更新为4 min +1 min =5min。
调整列车3，其列车3与列车2的行车间隔时间等于目标行车间隔，不作调整。
调整列车2，其列车2与列车1的行车间隔等于目标行车间隔，不作调整。
经过第3轮调整行车间隔变为5min,5mins,5min。最大行车间隔5min，仲裁模块判断后，所有的行车间隔是否皆不大于目标行车间隔h0，完成调整目标，结束。
示例中，最大行车间隔(10min)通过调整本车和由前方列车分担，仅通过3轮调整，即前方3站和区间就完成了调整目标，大大提高了调整的效率。最大间隔后方列车间隔虽小（2min），综合分析，列车本身并不需要调整，随前方列车的调整便自动恢复，避免传统方案先降速后提速的无效调整。
实施例2
参考图4所示，假设某列车突发故障，经过司机排除并解决故障后恢复正常运行，运行初期各列车行车间隔见图4。
环线表示线路，车站编码（A、B、C、D、E、F、G），列车编号（01，02…09），其中列车01位于A站和B站之间，列车02位于C站和D站之间，依次类推，如图所示，不再赘述各个列车的具体位置。
假定目标行车间隔h 0 为5min，各区间计划运行时间2min，各区间的运行缓冲时间δ i 为1min，即调整后区间运行最大时间3min、区间运行最小时间1min，各站计划停站时间40s，各站的停站缓冲时间ε i 为20s，即调整后各站最大停站时间60s、最小停站时间20s。
使用行车间隔计算模块进行初始行车间隔的获取：
以列车02为例，首先获取其前行列车01在当前位置按计划运行时间、计划停站时间到达A站的时间，获取列车02按照计划运行时间、计划停站时间到达A站的时间，两个时间的差值即为列车02与列车01的初始行车间隔时间。同理获得所有列车的初始行车间隔时间，如图所示，列车01与列车02的行车间隔时间为8min，列车02与列车03的行车间隔时间为2min，列车03与列车04的行车间隔时间为3 min，列车04与列车05的行车间隔时间为3min，列车05与列车06的行车间隔时间为5min，列车06与列车07的行车间隔时间为4min，列车07与列车08的行车间隔时间为5min，列车08与列车09的行车间隔时间为6min，列车09与列车01的行车间隔时间为7 min。
通过行车间隔分析模块获取行车间隔最大值为列车02与列车01的行车间隔时间8min，其值大于目标行车间隔5min，需进行调整。
（1）第1轮调整
行车间隔最大的列车02与列车01、列车03组建为一个调整单元。
调整列车02，其列车02与列车01的行车间隔与目标行车间隔的差值大于区间运行缓冲时间，即8-5>1，调整区间运行时间减少1min，调整后列车02与列车01的行车间隔为8-1=7min，调整后列车03与列车02的行车间隔更新为2+1=3min。
调整列车01，其列车01与列车09的行车间隔大于目标行车间隔7>5，不作调整。
调整列车03，列车03与列车02的行车间隔和列车02与列车01的行车间隔的和等于目标行车间隔的两倍，(3+7)/2=5，且列车03与列车02的行车间隔不大于目标行车间隔，3≤5，故列车03不作调整。
再通过行车间隔分析模块进行判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是列车09与列车08的行车间隔6min，大于目标行车间隔5min，需进行进一步调整。
行车间隔最大的列车09与列车08、列车01组建为一个调整单元。
调整列车09，列车09与列车08的行车间隔与目标行车间隔的差值不大于区间运行缓冲时间，6-5≤1，调整区间运行时间减少1min，调整后列车09与列车08的行车间隔为5min，调整后列车01与列车09的行车间隔更新为7+1=8min。
调整列车08，其列车08与列车07的行车间隔等于目标间隔5min，不作调整。
列车01在上一个调整单元已作调整，本次不作调整。
已调整列车除外，行车间隔最大值是5min，不大于目标间隔5min，本轮调整结束。通过仲裁模块判断，调整后，列车01与列车09的行车间隔为8min，需进行下一轮调整。
（2）第2轮调整
由于列车01与列车09的行车间隔为8min，因而将行车间隔最大的列车01与前行车09、列车02组建为一个调整单元。
调整列车01，列车01与列车09的行车间隔与目标行车间隔的差值大于区间运行缓冲时间，8-5>1，调整区间运行时间减少1min，调整后列车01与前行车09的行车间隔为8-1=7min，调整后列车02与列车01的行车间隔更新为7+1=8min。
调整前行列车09，其行车间隔为目标间隔，不作调整。
调整后续列车02，与前车的平均间隔大于目标间隔(8+7>2*5)，且与目标间隔的差值大于区间缓冲时间（8-5>1），调整区间运行时间减少1min，且调整停站时间减少20s。调整后列车02与列车01的行车间隔为8min-1min-20s=6min40s。更新列车03与前车行车间隔为4min20s。
通过行车间隔分析模块判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是5min，不大于目标间隔5min，本轮调整结束。通过仲裁模块判断，调整后所有行车间隔最大值为列车01与列车09的行车间隔（7min），需进行下一轮调整。
（3）第3轮调整
由于列车01与列车09的行车间隔最大，因而将行车间隔最大的列车01与前行车09、后续列车02组建为一个调整单元。
调整列车01，列车01与前行车09的行车间隔与目标行车间隔的差值大于区间运行缓冲时间，7-5>1，调整区间运行时间减少1min，调整后列车01与前行车09的行车间隔为7-1=6min，调整后列车02与列车01的行车间隔更新为6min40s +1=7min40s。
调整前行列车09，其行车间隔为目标间隔，不作调整。
调整后续列车02，与前车的平均间隔(7min40s+6)/2>5，且与目标间隔的差值大于区间缓冲时间（7min40s-5>1），调整区间运行时间减少1min，且调整停站时间减少20s。调整后列车02与列车01的行车间隔为7min40s-1min-20s=6min20s。更新列车03与前车行车间隔为5min40s。
已调整列车除外，行车间隔最大值是003与前行列车002的行车间隔5min40s，大于目标间隔5min，需进行调整。
行车间隔最大的列车03与前行车02、列车04组建为一个调整单元。
调整列车03，5min40s-5<1，调整区间运行时间减少40s，调整后列车03与前行车02的行车间隔为5min，调整后列车04与列车03的行车间隔更新为3min +40s=3min40s。
前行列车02，本轮已调整，本次不作调整。
调整后续列车04，与前车的平均间隔(3min40s+5<2*5)，且2*5min-(3min40s+5) >1min，调整区间运行时间增加1min，停站时间增加20s，调整后004列车与前行列车的行车间隔为5min。更新列车05与前车行车间隔为1min40s。
已调整列车除外，行车间隔最大值是5min，不大于目标间隔5min，本轮调整结束。调整后所有行车间隔最大值6min20s，需进行下一轮调整。
（4）第4轮调整
行车间隔最大的列车02与列车01、后续列车03组建为一个调整单元。
调整列车02，6min20s-5min>1min，调整区间运行时间减少1min，调整后列车02与列车01的行车间隔为6min20s-1min=5min20s，调整后列车03与列车02的行车间隔更新为5+1=6min。
调整前行列车01，6>5，不作调整。
调整后续列车03，(6min+5min20s>2*5min)，且与目标间隔的差值等于区间缓冲时间（6-5=1），调整区间运行时间减少1min。调整后列车03与列车02的行车间隔为5min。更新004列车与前车行车间隔为6min。
已调整列车除外，行车间隔最大值是列车04与前行列车03的行车间隔6min，大于目标间隔5min，需进行调整。
行车间隔最大的04列车与前行车03、后续列车05组建为一个调整单元。
调整列车04，6-5=1，调整区间运行时间减少1min，调整后004列车与前行车003的行车间隔为5min，调整后005列车与004列车的行车间隔更新为2min 40s。
前行列车03，本轮已调整，本次不作调整。
调整后续列车05，(5min+2min40s)/2<5min，且与目标间隔的差值大于区间缓冲时间（2*5-(5min+2min40s)>1min），调整区间运行时间增加1min,停站时间增加20s。调整后005列车与004列车的行车间隔为4min。更新006与前行列车的行车间隔为3min40s。
通过行车间隔分析模块判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是5min，不大于目标间隔5min，本轮调整结束。通过仲裁模块判断，调整后所有行车间隔最大值6min，需进行下一轮调整。
(5)第5轮调整
行车间隔最大的列车01与前行车009、后续列车002组建为一个调整单元。
调整列车01，6-5=1，调整区间运行时间减少1min，调整后列车01与前行车09的行车间隔为6-1=5min，调整后列车02与列车01的行车间隔更新为5min20s +1=6min20s。
调整前行列车09，其行车间隔为目标间隔，不作调整。
调整后续列车02，与前车的平均间隔(6min20s+5)/2>5，且与目标间隔的差值大于区间缓冲时间（6min20s-5min>1min），调整区间运行时间减少1min，且调整停站时间减少20s。调整后列车02与列车01的行车间隔为5min。更新列车03与前车行车间隔为6min20s。
通过行车间隔分析模块判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是03与前行列车02的行车间隔6min20s，大于目标间隔5min，需进行调整。
行车间隔最大的列车03与前行车02、后续列车04组建为一个调整单元。
调整列车003，6min20s-5>1，调整区间运行时间减少1min，调整后列车03与前行车002的行车间隔为5min20s，调整后列车04与列车03的行车间隔更新为6min。
前行列车02，本轮已调整，本次不作调整。
调整后续列车04，与前车的平均间隔(5min20s+6)/2>5，且6-5≤1min，调整区间运行时间减少1min，调整后04列车与前行列车的行车间隔为5min。更新005列车与前车行车间隔为5min。
通过行车间隔分析模块判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是5min，不大于目标间隔5min，本轮调整结束。
通过仲裁模块判断，调整后所有行车间隔最大值5min20s，需进行下一轮调整。
(6)第6轮调整
行车间隔最大的列车03与前行车02、后续列车04组建为一个调整单元。
调整列车003，5min20s-5<1，调整区间运行时间减少20s，调整后列车03与前行车02的行车间隔为5min，调整后04列车与列车03的行车间隔更新为5min20s。
前行列车02，等于目标间隔，本次不作调整。
后续列车04，与前车的平均间隔(5min20s+5)/2>5，且5min20s-5≤1min，调整区间运行时间减少20s，调整后列车04与前行列车的行车间隔为5min。更新005列车与前车行车间隔为5min20s。
通过行车间隔分析模块判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是05与前行列车04的行车间隔5min20s，大于目标间隔5min，需进行调整。
行车间隔最大的05列车与前行车04、后续列车06组建为一个调整单元。
调整列车05，5min20s-5min≤1min，调整区间运行时间减少20s，调整后05列车与前行车04的行车间隔为5min，调整后列车06与列车05的行车间隔更新为4min。
前行列车04，本轮已调整，本次不作调整。
调整后续列车06，与前车的平均间隔(4+5)/2<5，且2*5-(4+5) ≤1min，调整区间运行时间增加1min，调整后06列车与前行列车的行车间隔为5min。更新07列车与前车行车间隔为5min。
通过行车间隔分析模块判断，已调整列车除外，行车间隔最大值是5min，不大于目标间隔5min，本轮调整结束。
通过仲裁模块判断，调整后所有行车间隔最大值5min，行车间隔目标完成，调整结束。
本发明不受上述实施例的限制，在本技术领域人员来说，基于本发明上具体结构的等同变化以及部件替换皆在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种列车间隔调整系统，其特征是包括通过数据信息传输装置连接的行车间隔计算模块、行车间隔分析模块、调整模块和仲裁模块；
行车间隔计算模块包括列车时间信息获取单元和初始间隔计算单元，列车时间信息获取单元用于获取列车到达前方站的时间，列车信息获取单元将时间信息通过数据线与初始间隔计算单元连接，初始间隔计算单元用于计算初始行车间隔时间；
行车间隔分析模块包括间隔获取单元和分析调整单元，间隔获取单元用于获取相邻列车之间的行车间隔，间隔获取单元通过数据线与分析调整单元连接且将间隔信息发送给分析调整单元，分析调整单元对间隔信息进行分析；
调整模块，用于调整各个列车的区间运行时间和停站时间；
仲裁模块，用于判断列车的行车间隔是否符合目标值。
2.一种采用所述列车间隔调整系统的调整方法，其特征是包括以下步骤：
a.使用行车间隔计算模块计算当前列车i与前方列车i-1的初始行车间隔时间hi,0，其中i=1，2，3……n，并且当i=1时，前方列车i-1为列车n；当i=n时，后续列车为列车1；hi,0表示当前列车i与前方列车的初始行车间隔；
b. 通过行车间隔分析模块获取行车间隔，查找k轮调整中未作调整的列车行车间隔中的最大值hi,k-1，其中k=1，2，3……p，并判断hi,k-1是否大于目标行车间隔h0；若hi,k-1＞h0，将行车间隔时间信息输入调整模块；若hi,k-1≤h0，将行车间隔时间信息输入仲裁模块；hi,k-1表示经过第k-1轮调整后当前列车i与前方列车i-1的行车间隔，h0表示目标行车间隔；
c. 通过调整模块将前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整，其中i=1,2,3……n，调整k轮后，使前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1满足运行要求，以达到为当前列车分担客流、平衡列车拥挤的目的，行车间隔最大者作为当前列车，前方列车和后续列车共同配合，进行协同调整，使各列车的行车间隔尽快恢复到正常运营要求；
d.通过仲裁模块进一步判断经过调整后的所有列车行车间隔是否皆小于或等于目标行车间隔h0；若满足条件，目标完成；否则，说明仍存在行车间隔时间大于目标行车间隔，则返回步骤b进行下一轮调整。
3.根据权利要求2所述的调整方法，其特征是：步骤b中，当前列车i与其前方列车i-1的行车间隔最大时，其行车间隔记作hi,k-1，其中k=1时，hi,0表示当前列车i与前方列车i-1的初始行车间隔。
4.根据权利要求2所述的调整方法，其特征是：步骤b中，目标行车间隔h0表示理想的行车间隔，计算方法为：
h0=60θ列/N
θ列标示列车周转时间，单位min，N表示上线列车总数。
5.根据权利要求2所述的调整方法，其特征是：步骤c中，将前方列车i-1、当前列车i和后续列车i+1作为一个调整单元进行调整；
1）调整当前列车i
若h i,k-1 - h 0 >δ i,k ，调整为区间运行时间减少δ i,k ，调整后的当前列车i与前方列车i-1的行车间隔h i,k =h i,k-1 -δ i,k ；
若h i,k-1 - h 0 ≤δ i,k ，调整为区间运行时间减少hi,k-1- h 0 ，调整后的当前列车i与前方列车i-1的行车间隔为h i,k =h 0 ；
其中，δ i,k 为当前列车i运行在其前方第k区间的运行缓冲时间，h i,k 为第k轮调整后的当前列车i与前方列车i-1之间的行车间隔，h 0 为调整的目标行车间隔；
2）调整前方列车i-1
a）若h i-1,k-1≥h 0 ，即前方列车i-1的行车间隔不低于调整的目标行车间隔时，为了不增加晚点传播对当前列车i的影响，对前方列车i-1不作调整；h i-1,k-1 为第k-1轮调整后的前方列车i-1与当前列车i之间的行车间隔；
b）若h i-1,k-1<h 0
当h 0 -h i-1,k-1≤ε i-1,k 时，只调整停站时间，停站时间增加h 0 - h i-1,k-1，调整后的前方列车i-1与当前列车i的行车间隔为h i-1,k=h 0 ；
当h 0 -h i-1,k-1>ε i-1,k 时，调整停站时间增加ε i-1,k ，并调整区间运行时间增加min(h 0 –(h i-1,k-1+ε i-1,k ),δ i-1,k )，调整后的前方列车i-1与当前列车i的行车间隔为h i-1,k = h i-1,k-1+ε i-1,k + min(h 0 –(h i-1,k-1+ε i-1,k ),δ i-1,k )；
式中，ε i-1,k 为前方列车i-1在其前方第k站的停站缓冲时间；δ i-1,k 为前方列车i-1运行在第k间区间的运行缓冲时间; hi-1,k表示经过第k轮调整后前方列车i-1与当前列车i的行车间隔；
3）调整后续列车i+1
a) 若h i,k + h i+1,k-1 ≥2h 0
若h i+1,k-1 ≤h 0 ，不对后续列车i+1作调整；
若h i+1,k-1 >h 0
当h i+1,k-1 -h 0 >δ i+1,k ，调整为区间运行时间减少δ i+1,k ，并调整停站时间减少min(h i+1,k-1 -h 0 -δ i+1,k ,ε i+1,k )调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔h i+1,k = h i+1,k-1 -δ i+1,k - min(h i+1,k-1 -h 0 -δ i+1,k ,ε i+1,k )；
当h i+1,k-1 -h 0 ≤δ i+1,k ，调整为区间运行时间减少h i+1,k-1 -h 0 ，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k =h 0 ；
式中，δ i+1,k 为列车i+1运行在其前方第k区间的运行缓冲时间; hi+1,k-1表示经过第k-1轮调整后后续列车i+1与当前列车i的行车间隔; hi+1,k表示经过第k轮调整后后续列车i+1与当前列车i的行车间隔；
b）若h i,k + h i+1,k-1 <2 h 0
当δ i+1,k ≥2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整区间运行时间增加2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k =h 0 ；
当δ i+1,k <2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )，调整区间运行时间增加δ i+1,k ，并调整停站时间增加min(2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )-δ i+1,k ,ε i+1,k )，调整后的后续列车i+1与当前列车i的行车间隔为h i+1,k = h i+1,k-1 +δ i+1,k + min(2 h 0 –(h i,k + h i+1,k-1 )-δ i+1,k ,ε i+1,k )；其中，ε i+1,k 为前方列车i+1在其前方第k站的停站缓冲时间。
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