CN112793631A - 一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统，获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息，确定退出正线运营列车的后续车次及其当前列车运行时刻表，根据退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，调整当前列车运行时刻表，进而获得初步调整后的列车运行时刻表，确定取消计划车次以及执行未取消的计划车次的车底，根据取消计划车次的计划列车运行时刻表对初步调整后的列车运行时刻表进行调整。本发明能够根据列车退出正线运营信息实现行车的自动调整，合理改变车次时刻表和车底周转计划，降低列车退出正线运营对乘客带来的影响，提高地铁系统的自动化程度以适应精细化管理。

Description

一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统
技术领域
本发明涉及列车运行控制与调度指挥技术领域，特别是涉及一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统。
背景技术
近年来，城市地铁因其大运力、高准点率和低能耗成为城市公共交通系统的支柱。由于基础设施受限，乘客数量不断增长，列车之间的发车间隔越来越短，因此地铁系统正面临着高负荷运行。在这种情况下，如果地铁系统出现故障或应急条件，列车延误会迅速传播，造成线路服务能力下降以及大面积的乘客滞留，站台也会出现潜在的安全隐患。
地铁是一个复杂且庞大的技术系统，要求多专业配合工作，围绕安全行车这一中心有序联动，包括牵引供电、信号、环控、车辆等多个子系统。这也意味着其中一个子系统出现故障，都会在一定范围内对列车运行带来影响。而在众多故障处置类别中，列车因出现车辆故障而不满足运营条件的情况出现的次数较为频繁。据中国城市轨道交通协会统计，2019年列车退出正线运营的故障事件共计8953次。一旦列车退出正线运营，线上运行车底数量出现短缺，调度人员需要统筹考虑系统中备用的车底资源，根据线路拓扑结构，尽快对列车运行时刻表及车底周转计划进行调整，这对调度人员的应变及处置能力提出了很高的要求，因此在列车退出正线运营条件下进行智能行车组织，制定合理的行车调整策略成为目前地铁系统的重点研究方向之一。
目前，地铁系统中列车退出正线运营条件下的列车运行调整技术仍然以人工处理为主，调度人员在收集列车故障信息后，根据工作经验对各列车下达扣停、备车上线等调度命令，并且整个过程通过调度电话进行沟通，尚未实现这一处置过程的自动化及智能化。另一方面，在线路资源受限及线上运行车底资源短缺的情况下，列车运行调整需要考虑的因素复杂，包括备用车底数量及上线时间、列车折返时间等，以人工处理为主的方式要求调度人员在处置过程中迅速做出决策，因此无法保证结果的合理性，并且不同的调度人员处理结果存在个体差异，容易出现乘客大量滞留、运行图兑现率不足等情况。最后，通过电话沟通的信息传递方式效率低下，并且无法确保命令下达的准确性，一旦司机接受、执行命令出现差错，将会带来更大面积的故障影响。
综上所述，现有列车退出正线运营条件下的运行调整方法存在如下缺陷：
1、列车退出正线运营条件下的运行调整方法仍以人工处理为主，未实现这一处置过程的自动化及智能化；
2、列车退出正线运行的情况下，地铁行车调整需要全面统筹各种影响因素，要求调度人员在处置过程中迅速做出决策，无法保证结果的合理性；
3、通过电话沟通的信息传递方式效率低下，并且无法确保命令下达的准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统，能够根据列车退出正线运营信息实现行车的自动调整，合理改变车次时刻表和车底周转计划，降低列车退出正线运营对乘客带来的影响，提高地铁系统的自动化程度以适应精细化管理。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，所述方法包括：
获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；所述计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；所述退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；所述线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；
根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述计划运行图，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；所述后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；
根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；
根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；
根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；
根据所述取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对所述初步调整后的列车运行时刻表进行调整，获得最终调整后的列车运行时刻表；
所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。
可选的，根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述线上正常运行列车的信息，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，之后还包括：
根据所述退出正线运营列车的故障发生位置，利用公式
Figure BDA0002887849580000031
确定距离所述退出正线运营列车最近的存车地点；
将所述退出正线运营列车存入所述最近的存车地点；
其中，j′为距离退出正线运营列车最近的存车地点，Sfault为退出正线运营列车的故障发生位置，
Figure BDA0002887849580000032
为第j条存车线的位置，ηj为第j条存车线的占用标志。
可选的，根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，具体包括：
基于车载ATO运行等级模式曲线，利用公式
Figure BDA0002887849580000041
确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的相邻两个后续车站之间的区间运行时间；
利用公式
Figure BDA0002887849580000042
确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的每个后续车站的停站时间；
根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻、每个后续车次在后续车站之间的区间运行时间、每个后续车次在每个后续车站的停站时间和每个后续车次在故障发生时的列车速度，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表；
其中，rk,n为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n之间的区间运行时间；
Figure BDA0002887849580000043
为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n的区间内是否选择等级l的标识，若后续车次k在该区间内以等级l运行，那么
Figure BDA0002887849580000044
否则
Figure BDA0002887849580000045
Figure BDA0002887849580000046
为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n的区间内以等级l运行需要的时间；dk,n为后续车次k在后续车站n的停站时间；
Figure BDA0002887849580000047
为后续车次k到达后续车站n时的站台等待乘客数量；
Figure BDA0002887849580000048
为后续车次k到达后续车站n时的剩余载客容量；λ为乘客上车速率。
可选的，根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻，具体包括：
获取所述地铁系统基础参数的地铁线路拓扑结构信息中所有存车线内的备用车底集合；
根据所述退出正线运营列车的列车故障时刻，利用公式
Figure BDA0002887849580000049
确定所述备用车底集合中每个备用车底最早运行至正线的时刻，作为备用车底最早上线时刻；
其中，
Figure BDA00028878495800000410
为备用车底m最早运行至正线的时刻，Tfault为退出正线运营列车的列车故障时刻，jm为备用车底m所处的存车线，
Figure BDA0002887849580000051
为备用车底m从存车线jm运行至正线的时间。
可选的，所述根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，具体包括：
将后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表与所述计划运行图进行对比，获得所述计划运行图中需要在始发站晚点发车的计划车次以及晚点发车的计划车次的晚发时间；
取消晚发时间大于预设最大晚发时间所对应的晚点发车的计划车次，获得第一取消计划车次集合；
将后续车次集合中每个后续车次的计划折返车次和所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次构成待取消计划车次集合；
获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；
若所述第一判断结果表示否，则根据所述备用车底最早上线时刻，判断所述备用车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；
若所述第一判断结果表示否，则取消第e个待取消计划车次；
更新待取消计划车次e的数值，返回步骤“获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果”，直到遍历所述待取消计划车次集合中的所有待取消计划车次，获得第二取消计划车次集合；
所述第一取消计划车次集合和所述第二取消计划车次集合构成取消计划车次集合。
可选的，根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，之后还包括：
获取所述取消计划车次集合中第f个取消计划车次在所述初步调整后的列车运行时刻表中的前一个车次和后一个车次；
确定第f个取消计划车次与前一个车次的第一计划运行间隔，以及第f个取消计划车次与后一个车次的第二计划运行间隔；
根据所述第一计划运行间隔，利用公式
Figure BDA0002887849580000061
延后前一个车次的计划到发时刻；
根据所述第二计划运行间隔，利用公式
Figure BDA0002887849580000062
提前后一个车次的计划到发时刻；
其中，
Figure BDA0002887849580000071
和
Figure BDA0002887849580000072
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的调整后的到达时刻，
Figure BDA0002887849580000073
和
Figure BDA0002887849580000074
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的计划到达时刻，
Figure BDA0002887849580000075
和
Figure BDA0002887849580000076
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的调整后的发车时刻，，
Figure BDA0002887849580000077
和
Figure BDA0002887849580000078
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的计划到达时刻，
Figure BDA0002887849580000079
为前一个车次kfront和取消车次f的第一计划运行间隔，
Figure BDA00028878495800000710
Df＝2表示取消车次f在上行，
Figure BDA00028878495800000711
为取消车次f在车站1的发车时刻，
Figure BDA00028878495800000712
为前一个车次kfront在车站1的发车时刻；Df＝1表示取消车次f在下行，
Figure BDA00028878495800000713
为取消车次f在车站N的发车时刻，
Figure BDA00028878495800000714
为前一个车次kfront在车站N的发车时刻；将车站1到车站N的运行方向定义为上行，车站N到车站1的运行方向定义为下行；
Figure BDA00028878495800000715
为取消车次f和后一个车次kback的第二计划运行间隔，
Figure BDA00028878495800000716
Figure BDA00028878495800000717
为后一个车次kback在车站1的发车时刻，
Figure BDA00028878495800000718
为后一个车次kback在车站N的发车时刻。
可选的，所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图，之后还包括：
在列车发生故障之后的高峰时段，若车底资源受限且退出正线运营列车无法修复，则获取计划运行调整图信息中平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1；
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
可选的，所述根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划，具体包括：
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，利用公式
Figure BDA0002887849580000081
获得商值整数部分Mint；
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，利用公式
Figure BDA0002887849580000082
获得商值小数部分Mdec；
初始化车次索引k′＝1，整型计数i＝0以及双精度型计数sum＝0；
令双精度型计数sum+＝Mdec，判断双精度型计数sum是否大于1，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则确定当前车次索引为k′,k′+1,...,k′+Mint的车次由线上运行列车折返执行，当前车次索引为k′+Mint+1的车次由备用车底上线执行，并令k′+＝Mint+2,sum-＝1；
若所述第三判断结果表示否，则确定当前车次索引为k′,k′+1,...,k′+Mint-1的车次由线上运行列车折返执行，当前车次索引为k′+Mint的车次由备用车底上线执行，并令k′+＝Mint+2；
判断所述整型计数i是否小于或等于商值整数部分Mint，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果表示是，则令整型计数i增加1，返回步骤“令双精度型计数sum+＝Mdec，判断双精度型计数sum是否大于1，获得第三判断结果”；
若所述第四判断结果表示否，则输出执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整系统，所述系统包括：
信息获取模块，用于获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；所述计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；所述退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；所述线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；
后续车次和当前列车运行时刻表确定模块，用于根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述计划运行图，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；所述后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；
后续车次的列车运行调整时刻表获得模块，用于根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；
备用车底最早上线时刻确定模块，用于根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；
调整后的车底周转计划获得模块，用于根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；
计划运行调整图信息获得模块，用于根据所述取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对所述初步调整后的列车运行时刻表进行调整获得最终调整后的列车运行时刻表；
调整运行图生成模块，用于所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。
可选的，所述系统还包括：
高峰时段可用车底数获取模块，用于在列车发生故障之后的高峰时段，若车底资源受限且退出正线运营列车无法修复，则获取计划运行调整图信息中平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1；
高峰时段的车底周转计划确定模块，用于根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统，获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息，首先确定故障列车车次的后续车次集合以及后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，根据退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，然后根据退出正线运营列车的列车运行时刻表和每个后续车次的行车调整时刻表，获得初步调整后的列车运行时刻表，获得取消计划车次集合，并确定执行初步调整后的列车运行时刻表中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，最后根据取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对初步调整后的列车运行时刻表进行调整，生成调整运行图。本发明能够根据列车退出正线运营信息实现行车的自动调整，合理改变车次时刻表和车底周转计划，降低列车退出正线运营对乘客带来的影响，提高地铁系统的自动化程度以适应精细化管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法的流程图；
图2为本发明提供的一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法的简要流程图；
图3为本发明提供的获取初步调整后的列车运行时刻表以及确定地铁系统中备用车底最早上线时刻的原理图；
图4为本发明提供的获得调整后的车底周转计划的原理图；
图5为本发明提供的重新制定平峰至高峰的过渡策略的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法及系统，能够根据列车退出正线运营信息实现行车的自动调整，合理改变车次时刻表和车底周转计划，降低列车退出正线运营对乘客带来的影响，提高地铁系统的自动化程度以适应精细化管理。
为使本发明的上述目的、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。
一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，如图1-2所示，方法包括：
S101，获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；
S102，根据地铁系统基础参数、退出正线运营列车的故障列车车次和计划运行图，确定故障列车车次的后续车次集合以及后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；
S103，根据退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；
S104，根据地铁系统基础参数和退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；
S105，根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、备用车底最早上线时刻、退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和计划运行图的车底周转计划，取消计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；
S106，根据取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对初步调整后的列车运行时刻表进行调整，获得最终调整后的列车运行时刻表；
S107，调整后的车底周转计划和最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。
具体过程如下：
步骤S101，储存的地铁系统中的基础参数包括线路拓扑结构和运营数据。线路拓扑结构为车站位置及配线线型、车辆段与车站的存车线数量及位置，运营数据包括计划运行图、最小追踪间隔、备车位置及数量、备车上线时间以及最短折返时间。列车退出正线运营信息包括列车发生故障时的车次号、故障发生时刻、位置以及退出正线运营的时刻，线上运行列车信息包括所有正常运行列车的车次号、速度及位置。参数的字母表示为：
A.1、根据地铁系统实际线路情况，配置线路拓扑结构信息：车站数量N及位置
Figure BDA0002887849580000121
车辆段与车站的存车线数量J、位置
Figure BDA0002887849580000122
及占用标志ηj(表示存车线内是否已经有车)，将车站1到车站N的运行方向定义为上行，车站N到车站1的运行方向定义为下行，车站n的配线线型
Figure BDA0002887849580000123
即
Figure BDA0002887849580000124
A.2、根据运营情况，配置计划运营参数：计划运行图信息包括计划列车集合
Figure BDA0002887849580000131
车次k在车站n的发车时刻
Figure BDA0002887849580000132
与到达时刻
Figure BDA0002887849580000133
以及运行方向Dk
Figure BDA0002887849580000134
最小运营追踪间隔hmin、列车在车站n-1和n的区间内以等级l运行需要的时间
Figure BDA0002887849580000135
最短折返时间tturn、备车从存车线j运行至正线的时间
Figure BDA0002887849580000136
A.3、获取退出正线运营及线上正常运行列车信息：退出正线运营列车车次号k*、该列车故障时刻Tfault、位置Sfault、预计退出正线运营时刻Tdrop，列车故障发生时线上所有正常运行列车的速度及位置。
步骤S102，在列车发生故障时，即在时间点Tfault，根据步骤A中的线上运行列车信息以及计划运行图信息，获取受影响列车集合，包括退出正线运营列车车次k*以及其后续车次集合
Figure BDA0002887849580000137
步骤S102之后还包括：
根据退出正线运营列车的故障发生位置，利用公式
Figure BDA0002887849580000138
确定距离退出正线运营列车最近的存车地点；
将退出正线运营列车存入最近的存车地点；
其中，j′为距离退出正线运营列车最近的存车地点，Sfault为退出正线运营列车的故障发生位置，
Figure BDA0002887849580000139
为第j条存车线的位置，ηj为第j条存车线的占用标志。
将退出正线运营列车由当前位置运行至存车地点的交路作为其新的运行交路，并且调整退出正线运营列车的当前车次时刻表，退出正线运营列车在后续车站不停车，在此交路中运行过的车站执行跳停，即到达时刻等于发车时刻。
步骤S103，调整正常运行列车的当前车次时刻表是指在保证最小运营追踪间隔的条件下，调整后续车站的到发时刻，防止列车退出正线运营的影响扩大。具体包括：
基于车载ATO运行等级模式曲线，利用公式
Figure BDA00028878495800001310
确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的相邻两个后续车站之间的区间运行时间；
利用公式
Figure BDA0002887849580000141
确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的每个后续车站的停站时间；
根据退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻、每个后续车次在后续车站之间的区间运行时间、每个后续车次在每个后续车站的停站时间和每个后续车次在故障发生时的列车速度，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表。
其中，rk,n为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n之间的区间运行时间；
Figure BDA0002887849580000142
为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n的区间内是否选择等级l的标识，若后续车次k在该区间内以等级l运行，那么
Figure BDA0002887849580000143
否则
Figure BDA0002887849580000144
Figure BDA0002887849580000145
为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n的区间内以等级l运行需要的时间；dk,n为后续车次k在后续车站n的停站时间；
Figure BDA0002887849580000146
为后续车次k到达后续车站n时的站台等待乘客数量；
Figure BDA0002887849580000147
为后续车次k到达后续车站n时的剩余载客容量；λ为乘客上车速率。
步骤S104的原理如图3所示。
步骤S104，具体包括：
获取地铁线路拓扑结构信息中所有存车线内的备用车底集合；
根据退出正线运营列车的列车故障时刻，利用公式
Figure BDA0002887849580000148
确定备用车底集合中每个备用车底最早运行至正线的时刻，作为备用车底最早上线时刻；
其中，
Figure BDA0002887849580000149
为备用车底m最早运行至正线的时刻，Tfault为退出正线运营列车的列车故障时刻，jm为备用车底m所处的存车线，
Figure BDA00028878495800001410
为备用车底m从存车线jm运行至正线的时间。
步骤S105，基于线上运行列车的调整时刻表和备车最早上线时刻，获取可能取消的计划车次，并且调整车底周转计划以最小化取消车次数量，可能取消的计划车次主要包括调整车次的计划折返车次、需要在始发站晚点发车的车次以及退出正线运营列车后续执行的车次三种。如图4所示，具体包括：
将后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表与计划运行图进行对比，获得计划运行图中需要在始发站晚点发车的计划车次以及晚点发车的计划车次的晚发时间；
取消晚发时间大于预设最大晚发时间所对应的晚点发车的计划车次，获得第一取消计划车次集合；上行车次的始发车站为车站1，下行车次的始发车站为车站N，判断结果使用γ表示，由下式计算晚发时间是否大于预设最大晚发时间：
Figure BDA0002887849580000151
式中，
Figure BDA0002887849580000152
表示预先设定的最大晚发时间，如果γ＝1，该车次可以发车，否则该车次取消。
将后续车次集合
Figure BDA0002887849580000153
中每个后续车次的计划折返车次和退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次构成待取消计划车次集合；
获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果；
若第一判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；
若第一判断结果表示否，则根据备用车底最早上线时刻，判断备用车底集合中是否有可以按照待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底，获得第二判断结果；
若第二判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；
若第一判断结果表示否，则取消第e个待取消计划车次；
更新待取消计划车次e的数值，返回步骤“获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果”，直到遍历待取消计划车次集合中的所有待取消计划车次，获得第二取消计划车次集合；
第一取消计划车次集合和第二取消计划车次集合构成取消计划车次集合
Figure BDA0002887849580000161
步骤S105之后，根据取消的计划车次，适当调整其相邻车次的到发时刻，避免行车间隔过大，导致站台等待乘客大量滞留，以保证各个车次之间的追踪间隔均匀，包括：
获取取消计划车次集合中第f个取消计划车次在初步调整后的列车运行时刻表中的前一个车次和后一个车次；
确定第f个取消计划车次与前一个车次的第一计划运行间隔，以及第f个取消计划车次与后一个车次的第二计划运行间隔；
根据第一计划运行间隔，利用公式
Figure BDA0002887849580000162
延后前一个车次的计划到发时刻；
根据第二计划运行间隔，利用公式
Figure BDA0002887849580000163
提前后一个车次的计划到发时刻；
其中，
Figure BDA0002887849580000164
和
Figure BDA0002887849580000165
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的调整后的到达时刻，
Figure BDA0002887849580000166
和
Figure BDA0002887849580000167
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的计划到达时刻，
Figure BDA0002887849580000168
和
Figure BDA0002887849580000169
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的调整后的发车时刻，，
Figure BDA00028878495800001610
和
Figure BDA00028878495800001611
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的计划到达时刻，
Figure BDA00028878495800001612
为前一个车次kfront和取消车次f的第一计划运行间隔，
Figure BDA0002887849580000171
Df＝2表示取消车次f在上行，
Figure BDA0002887849580000172
为取消车次f在车站1的发车时刻，
Figure BDA0002887849580000173
为前一个车次kfront在车站1的发车时刻；Df＝1表示取消车次f在下行，
Figure BDA0002887849580000174
为取消车次f在车站N的发车时刻，
Figure BDA0002887849580000175
为前一个车次kfront在车站N的发车时刻；将车站1到车站N的运行方向定义为上行，车站N到车站1的运行方向定义为下行；
Figure BDA0002887849580000176
为取消车次f和后一个车次kback的第二计划运行间隔，
Figure BDA0002887849580000177
Figure BDA0002887849580000178
为后一个车次kback在车站1的发车时刻，
Figure BDA0002887849580000179
为后一个车次kback在车站N的发车时刻。
步骤S107之后，在车底资源受限且退出正线运营列车长时间无法修复的情况下，重新制定过渡及高峰行车策略。车底资源受限是指没有备用车底可以顶替退出正线运营的列车，退出正线运营列车长时间无法修复是指从平峰至高峰的过渡时期该列车仍无法正常上线运行。
E.1、首先根据计划运行图获取平峰时段需要的车底数Mnormal，高峰时段需要的车底数Mpeak以及全周转时间T；
E.2、平峰时段与计划运行图保持一致。
E.3、由于车底资源受限并且故障列车仍无法正常上线运行，高峰时段可用车底为Mpeak-1，那么该时段的追踪间隔hpeak由下式重新计算：
Figure BDA00028878495800001710
在高峰时段追踪间隔变化的情况下，重新制定平峰至高峰的过渡策略，如图5所示。
E.4、执行计划车次的方式有线上运行列车折返、备用车底上线两种，平峰至高峰的过渡时段需要将执行的车次的方式均匀排列，具体实现流程为：
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，利用公式
Figure BDA00028878495800001711
获得商值整数部分Mint；
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，利用公式
Figure BDA0002887849580000181
获得商值小数部分Mdec；
初始化车次索引k′＝1，整型计数i＝0以及双精度型计数sum＝0；
令双精度型计数sum+＝Mdec，判断双精度型计数sum是否大于1，获得第三判断结果；
若第三判断结果表示是，则确定当前车次索引为k′,k′+1,...,k′+Mint的车次由线上运行列车折返执行，当前车次索引为k′+Mint+1的车次由备用车底上线执行，并令k′+＝Mint+2,sum-＝1；
若第三判断结果表示否，则确定当前车次索引为k′,k′+1,...,k′+Mint-1的车次由线上运行列车折返执行，当前车次索引为k′+Mint的车次由备用车底上线执行，并令k′+＝Mint+2；
判断整型计数i是否小于或等于商值整数部分Mint，获得第四判断结果；
若第四判断结果表示是，则令整型计数i增加1，返回步骤“令双精度型计数sum+＝Mdec，判断双精度型计数sum是否大于1，获得第三判断结果”；
若第四判断结果表示否，则输出执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
本发明的优点：(1)实现了地铁系统在列车退出正线运营条件下行车调整的智能化，降低了调度人员的工作强度；(2)统筹考虑地铁系统可用车底及线路资源，利用多种运行调整手段自动做出决策，保证结果的合理性；(3)使用自动方法取代了通过电话沟通的命令下达方式，提升了信息传递的效率及准确性。
本发明还提供了一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整系统，系统包括：
信息获取模块，用于获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；
后续车次和当前列车运行时刻表确定模块，用于根据地铁系统基础参数、退出正线运营列车的故障列车车次和计划运行图，确定故障列车车次的后续车次集合以及后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；
后续车次的列车运行调整时刻表获得模块，用于根据退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；
备用车底最早上线时刻确定模块，用于根据地铁系统基础参数和退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；
调整后的车底周转计划获得模块，用于根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；
计划运行调整图信息获得模块，用于根据取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对初步调整后的列车运行时刻表进行调整获得最终调整后的列车运行时刻表；
调整运行图生成模块，用于调整后的车底周转计划和最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。
系统还包括：
高峰时段可用车底数获取模块，用于在列车发生故障之后的高峰时段，若车底资源受限且退出正线运营列车无法修复，则获取计划运行调整图信息中平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1；
高峰时段的车底周转计划确定模块，用于根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，所述方法包括：
获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；所述计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；所述退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；所述线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；
根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述计划运行图，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；所述后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；
根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；
根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；
根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；
根据所述取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对所述初步调整后的列车运行时刻表进行调整，获得最终调整后的列车运行时刻表；
所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。
2.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述线上正常运行列车的信息，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，之后还包括：
根据所述退出正线运营列车的故障发生位置，利用公式
Figure FDA0002887849570000021
确定距离所述退出正线运营列车最近的存车地点；
将所述退出正线运营列车存入所述最近的存车地点；
其中，j′为距离退出正线运营列车最近的存车地点，Sfault为退出正线运营列车的故障发生位置，
Figure FDA0002887849570000022
为第j条存车线的位置，ηj为第j条存车线的占用标志。
3.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，具体包括：
基于车载ATO运行等级模式曲线，利用公式
Figure FDA0002887849570000023
确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的相邻两个后续车站之间的区间运行时间；
利用公式
Figure FDA0002887849570000024
确定后续车次集合中每个后续车次在故障发生时的位置之后的每个后续车站的停站时间；
根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻、每个后续车次在后续车站之间的区间运行时间、每个后续车次在每个后续车站的停站时间和每个后续车次在故障发生时的列车速度，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表；
其中，rk,n为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n之间的区间运行时间；
Figure FDA0002887849570000025
为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n的区间内是否选择等级l的标识，若后续车次k在该区间内以等级l运行，那么
Figure FDA0002887849570000031
否则
Figure FDA0002887849570000032
Figure FDA0002887849570000033
为后续车次k在后续车站n-1和后续车站n的区间内以等级l运行需要的时间；dk,n为后续车次k在后续车站n的停站时间；
Figure FDA0002887849570000034
为后续车次k到达后续车站n时的站台等待乘客数量；
Figure FDA0002887849570000035
为后续车次k到达后续车站n时的剩余载客容量；λ为乘客上车速率。
4.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻，具体包括：
获取所述地铁系统基础参数的地铁线路拓扑结构信息中所有存车线内的备用车底集合；
根据所述退出正线运营列车的列车故障时刻，利用公式
Figure FDA0002887849570000036
确定所述备用车底集合中每个备用车底最早运行至正线的时刻，作为备用车底最早上线时刻；
其中，
Figure FDA0002887849570000037
为备用车底m最早运行至正线的时刻，Tfault为退出正线运营列车的列车故障时刻，jm为备用车底m所处的存车线，
Figure FDA0002887849570000038
为备用车底m从存车线jm运行至正线的时间。
5.根据权利要求4所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，所述根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，具体包括：
将后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表与所述计划运行图进行对比，获得所述计划运行图中需要在始发站晚点发车的计划车次以及晚点发车的计划车次的晚发时间；
取消晚发时间大于预设最大晚发时间所对应的晚点发车的计划车次，获得第一取消计划车次集合；
将后续车次集合中每个后续车次的计划折返车次和所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次构成待取消计划车次集合；
获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；
若所述第一判断结果表示否，则根据所述备用车底最早上线时刻，判断所述备用车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果表示是，则调整所述计划运行图的车底周转计划，由可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的备用车底执行第e个待取消计划车次，获得调整后的车底周转计划；
若所述第一判断结果表示否，则取消第e个待取消计划车次；
更新待取消计划车次e的数值，返回步骤“获取存车线上的空闲车底集合，并在满足最小折返时间的前提下，判断存车线上的空闲车底集合中是否有可以按照所述待取消计划车次集合中第e个待取消计划车次的计划列车运行时刻表执行的空闲车底，获得第一判断结果”，直到遍历所述待取消计划车次集合中的所有待取消计划车次，获得第二取消计划车次集合；
所述第一取消计划车次集合和所述第二取消计划车次集合构成取消计划车次集合。
6.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划，之后还包括：
获取所述取消计划车次集合中第f个取消计划车次在所述初步调整后的列车运行时刻表中的前一个车次和后一个车次；
确定第f个取消计划车次与前一个车次的第一计划运行间隔，以及第f个取消计划车次与后一个车次的第二计划运行间隔；
根据所述第一计划运行间隔，利用公式
Figure FDA0002887849570000051
延后前一个车次的计划到发时刻；
根据所述第二计划运行间隔，利用公式
Figure FDA0002887849570000052
提前后一个车次的计划到发时刻；
其中，
Figure FDA0002887849570000053
和
Figure FDA0002887849570000054
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的调整后的到达时刻，
Figure FDA0002887849570000055
和
Figure FDA0002887849570000056
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的计划到达时刻，
Figure FDA0002887849570000057
和
Figure FDA0002887849570000058
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的调整后的发车时刻，，
Figure FDA0002887849570000059
和
Figure FDA00028878495700000510
为前一个车次kfront和后一个车次kback在车站n的计划到达时刻，
Figure FDA00028878495700000511
为前一个车次kfront和取消车次f的第一计划运行间隔，
Figure FDA00028878495700000512
Df＝2表示取消车次f在上行，
Figure FDA00028878495700000513
为取消车次f在车站1的发车时刻，
Figure FDA00028878495700000514
为前一个车次kfront在车站1的发车时刻；Df＝1表示取消车次f在下行，
Figure FDA00028878495700000515
为取消车次f在车站N的发车时刻，
Figure FDA00028878495700000516
为前一个车次kfront在车站N的发车时刻；将车站1到车站N的运行方向定义为上行，车站N到车站1的运行方向定义为下行；
Figure FDA00028878495700000517
为取消车次f和后一个车次kback的第二计划运行间隔，
Figure FDA0002887849570000061
Figure FDA0002887849570000062
为后一个车次kback在车站1的发车时刻，
Figure FDA0002887849570000063
为后一个车次kback在车站N的发车时刻。
7.根据权利要求1所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图，之后还包括：
在列车发生故障之后的高峰时段，若车底资源受限且退出正线运营列车无法修复，则获取计划运行调整图信息中平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1；
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
8.根据权利要求7所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整方法，其特征在于，所述根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划，具体包括：
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，利用公式
Figure FDA0002887849570000064
获得商值整数部分Mint；
根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，利用公式
Figure FDA0002887849570000065
获得商值小数部分Mdec；
初始化车次索引k′＝1，整型计数i＝0以及双精度型计数sum＝0；
令双精度型计数sum+＝Mdec，判断双精度型计数sum是否大于1，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果表示是，则确定当前车次索引为k′,k′+1,...,k′+Mint的车次由线上运行列车折返执行，当前车次索引为k′+Mint+1的车次由备用车底上线执行，并令k′+＝Mint+2,sum-＝1；
若所述第三判断结果表示否，则确定当前车次索引为k′,k′+1,...,k′+Mint-1的车次由线上运行列车折返执行，当前车次索引为k′+Mint的车次由备用车底上线执行，并令k′+＝Mint+2；
判断所述整型计数i是否小于或等于商值整数部分Mint，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果表示是，则令整型计数i增加1，返回步骤“令双精度型计数sum+＝Mdec，判断双精度型计数sum是否大于1，获得第三判断结果”；
若所述第四判断结果表示否，则输出执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
9.一种列车退出正线运营条件下的地铁行车调整系统，其特征在于，所述系统包括：
信息获取模块，用于获取列车发生故障时的地铁系统基础参数、退出正线运营列车的信息和线上正常运行列车的信息；地铁系统基础参数包括地铁线路拓扑结构信息和计划运行图；所述计划运行图包括列车运行时刻表和车底周转计划；所述退出正线运营列车的信息包括故障列车车次、列车故障发生时刻、预计退出正线运营时刻和故障发生位置；所述线上正常运行列车的信息包括线上正常运行列车车次、故障发生时的列车速度和故障发生时的位置；
后续车次和当前列车运行时刻表确定模块，用于根据所述地铁系统基础参数、所述退出正线运营列车的故障列车车次和所述计划运行图，确定所述故障列车车次的后续车次集合以及所述后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表；所述后续车次包括线上正在运行的故障列车车次的追踪车次以及后续未发车的计划车次；
后续车次的列车运行调整时刻表获得模块，用于根据所述退出正线运营列车的预计退出正线运营时刻，以列车最小运营追踪间隔为约束条件，并以与计划运行图偏差最小化为目标，调整后续车次集合中每个后续车次的当前列车运行时刻表，获得后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表，确定初步调整后的列车运行时刻表；
备用车底最早上线时刻确定模块，用于根据所述地铁系统基础参数和所述退出正线运营列车的列车故障时刻，确定地铁系统中备用车底最早上线时刻；
调整后的车底周转计划获得模块，用于根据后续车次集合中每个后续车次的列车运行调整时刻表、所述备用车底最早上线时刻、所述退出正线运营列车在列车故障时刻之后需要执行的所有计划车次和所述计划运行图的车底周转计划，取消所述计划运行图中无法按照计划列车运行时刻表执行的计划车次，获得取消计划车次集合，并确定执行所述计划运行图中未取消的计划车次的车底，获得调整后的车底周转计划；
计划运行调整图信息获得模块，用于根据所述取消计划车次集合中每个计划车次的计划列车运行时刻表对所述初步调整后的列车运行时刻表进行调整获得最终调整后的列车运行时刻表；
调整运行图生成模块，用于所述调整后的车底周转计划和所述最终调整后的列车运行时刻表生成调整运行图。
10.根据权利要求9所述的列车退出正线运营条件下的地铁行车调整系统，其特征在于，所述系统还包括：
高峰时段可用车底数获取模块，用于在列车发生故障之后的高峰时段，若车底资源受限且退出正线运营列车无法修复，则获取计划运行调整图信息中平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1；
高峰时段的车底周转计划确定模块，用于根据平峰时段需要的车底数Mnormal和高峰时段可用车底数Mpeak-1，采用线上运行列车折返和备用车底上线的方式重新确定执行高峰时段的计划车次的车底周转计划。
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