CN117689126A - 线网调度方法、装置、介质及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种线网调度方法、装置、介质及电子设备，以提升线网调度效率。所述方法包括：获取对应于第一约束变量的第一约束值，所述第一约束变量为与线网内线路属性相关的变量，且所述第一约束变量至少包括交路数量；根据所述第一约束值，确定目标约束值；获取对应于第二约束变量的第二约束值，所述第二约束变量为与线网运行成本相关的变量；根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本；根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整。

Description

线网调度方法、装置、介质及电子设备
技术领域
本公开涉及线网调度领域，具体地，涉及一种线网调度方法、装置、介质及电子设备。
背景技术
在面向智慧地铁的全自动运行系统中，智能调度实现了基于运能运量匹配的运营调度和以乘客出行服务为核心的智能设备管理。列车运行时刻表是线网智能调度系统进行运营调度调整的重要对象，通过线网调度、调整，可实现相应的需求。目前，随着地铁线路数量增多，线网复杂度加大，同时，还存在换乘站复杂、客流量增大等问题，线网调度、调整的效率降低。
发明内容
本公开的目的是提供一种线网调度方法、装置、介质及电子设备，以提升线网调度效率。
为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种线网调度方法，所述方法包括：
获取对应于第一约束变量的第一约束值，所述第一约束变量为与线网内线路属性相关的变量，且所述第一约束变量至少包括交路数量；
根据所述第一约束值，确定目标约束值；
获取对应于第二约束变量的第二约束值，所述第二约束变量为与线网运行成本相关的变量；
根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本；
根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整。
可选地，在所述获取对应于第二约束变量的第二约束值的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述目标约束值满足第一预设条件。
可选地，所述第一约束值由用户通过第一接口输入；
所述方法还包括：
若所述目标约束值不满足所述第一预设条件，生成第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述用户重新通过所述第一接口输入所述第一约束值。
可选地，所述根据所述第一约束值，确定目标约束值，包括：
按照以下公式确定所述目标约束值R：
其中，N为所述第一约束变量的总数量，Ct为第t个第一约束变量的第一约束值。
可选地，在所述根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述第二约束值满足第二预设条件。
可选地，所述第二约束值由用户通过第二接口输入；
所述方法还包括：
若所述第二约束值不满足所述第二预设条件，生成第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述用户重现通过所述第二接口输入所述第二约束值。
可选地，所述根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本，包括：
按照以下公式确定所述目标总成本calc：
其中，R为所述目标约束值，M为所述第二约束变量的总数量，COST(e)为第e个第二约束变量的第二约束值。
可选地，所述根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整，包括：
调用线网时刻表插件；
将所述目标总成本作为输入参数输入至所述线网时刻表插件，以由所述线网时刻表插件对所述线网时刻表进行调整。
可选地，所述第一约束变量还包括运量、运行时间、客流量、超额载客量、车站数量、换乘站数量中的至少一者；和/或，
所述第二约束变量包括运量成本值、乘客滞留成本值和服务收益值。
根据本公开的第二方面，提供一种线网调度装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取对应于第一约束变量的第一约束值，所述第一约束变量为与线网内线路属性相关的变量，且所述第一约束变量至少包括交路数量；
第一确定模块，用于根据所述第一约束值，确定目标约束值；
第二获取模块，用于获取对应于第二约束变量的第二约束值，所述第二约束变量为与线网运行成本相关的变量；
第二确定模块，用于根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本；
调整模块，用于根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整。
根据本公开的第三方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述方法的步骤。
根据本公开的第四方面，提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所述方法的步骤。
通过上述技术方案，引入交路数量作为与线网内线路属性相关的第一约束变量，同时引入与线网运行成本相关的第二约束变量，丰富了规划过程中考量的变量因子，有利于得到更加合适的最优总成本，且有利于提升最优总成本的解算效率，从而，能够快速地实现对线网的实时动态调度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一种实施方式提供的线网调度方法的流程图；
图2提供了一种线网类型的示例性示意图；
图3是根据本公开的一种实施方式提供的线网调度装置的框图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
如背景技术所述，随着地铁线路的增多，线网的复杂程度越来越大，导致线网调度难度增大。相关技术中，通常使用MINLP(混合整数非线性规划)算法，根据若干变量因子进行线性规划，迭代计算得到使总成本最优化的方案。但是，随着新建地铁线路增多，线网复杂度加大，MINLP算法需要迭代的次数随之增加，得到解算结果所花费的时间也随着线网复杂程度的增加而大幅上升，从而，无法快速地得到解算结果，从而拖慢调度进程。
为了解决上述问题，本公开提供一种线网调度方法、装置、介质及电子设备，以提升线网调度效率。
图1是根据本公开的一种实施方式提供的线网调度方法的流程图。示例地，本公开提供的方法可以应用于能够对线网进行调度的应用程序，例如，线网智能调度系统。再例如，本公开提供的方法可以应用于能够对线网进行调度的电子设备，例如，运行有线网智能调度系统的电子设备(如，客户端、服务器)。
如图1所示，本公开提供的方法可以包括步骤11～步骤15。
在步骤11中，获取对应于第一约束变量的第一约束值。
其中，第一约束变量可以为与线网内线路属性相关的变量。与线网内线路属性相关的变量，可以理解为与线网内的列车线路、列车相关的变量。
可选地，第一约束变量可以包括交路数量。交路数量用于对交路的数量进行约束、限定，交路数量对应的第一约束值就是所限制的交路的数量。
此外，可选地，第一约束变量还可以包括运量、运行时间、客流量、超额载客量、车站数量、换乘站数量中的至少一者。其中，运量用于限定列车的载客数，运行时间用于限定列车的间隔时长(即，相邻两列车到达同一车站的间隔时长)，客流量用于限定乘客流量，超额载客量用于限定列车实际运行的载客量相比于默认载客量超出的数量，车站数量用于限定线网中车站的数量，换乘站数量用于限定线网中换乘站的数量。
示例地，参见图2，图2示出了一种示例性的线网类型，包含3条列车线，上、下行6个运行轨道，2个换乘站，可利用6L2T标识这一线网类型(其余线网类型可参考此标识方式)。可以按照如下方式设置第一约束值：
运量对应的第一约束值设置为8035000，运行时间对应的第一约束值设置为5h(小时)，客流量对应的第一约束值设置为255000，超额载客量对应的第一约束值设置为22000，车站数量对应的第一约束值设置为19，换乘站数量对应的第一约束值设置为3，交路数量对应的第一约束值设置为11。
在步骤12中，根据第一约束值，确定目标约束值。
目标约束值可以理解为最小约束值。示例地，可以按照以下公式确定目标约束值R：
其中，N为第一约束变量的总数量，Ct为第t个第一约束变量的第一约束值。
示例地，可以通过调用ACE库的微积分函数按照上述公式计算目标约束值R。
在步骤13中，获取对应于第二约束变量的第二约束值。
其中，第二约束变量可以为与线网运行成本相关的变量。与线网运行成本相关的变量可以理解为与成本、收益相关的变量。
可选地，第二约束变量可以包括运量成本值、乘客滞留成本值和服务收益值。其中，运量成本值用于限定载客开销，乘客滞留成本值用于限定出现乘客滞留现象时的额外开销，服务收益值用于限定列车运行的期望收益。示例地，针对图2所示的线网类型，可以设置运量成本值为656000，设置乘客滞留成本值为5800，设置服务收益值为3500000。
可选地，在步骤13之前，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：
确定目标约束值满足第一预设条件。
也就是说，在通过步骤12确定出目标约束值后，首先确定该目标约束值是否满足第一预设条件，在已确定目标约束值满足第一预设条件后，再执行步骤13，获取对应于第二约束变量的第二约束值。
其中，目标约束值满足第一预设条件可以为目标约束值满足预设的约束值区间。示例地，预设的约束值区间可以根据实际的需求进行设定。
可选地，若目标约束值不满足第一预设条件，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：
生成第一提示信息。
其中，第一约束值可以由用户通过第一接口输入。相应地，第一提示信息可以用于提示用户重新通过第一接口输入第一约束值。
也就是说，若目标约束值不满足第一预设条件，得到该目标约束值的第一约束值存在不合理之处，因此，可以通过第一提示信息提示用户，重新通过第一输入接口输入新的第一约束值。这样，能够尽早发现第一约束值的不合理，并告知相关人员这种不合理的情况，便于相关人员调整输入的第一约束值，从而，也能够有效减少不必要的数据处理。
在步骤14中，根据第二约束值和目标约束值，确定目标总成本。
其中，目标总成本用于对线网时刻表进行调整。
目标总成本可以理解为最优总成本。示例地，可以按照以下公式确定目标总成本calc：
其中，R为目标约束值，M为第二约束变量的总数量，COST(e)为第e个第二约束变量的第二约束值。
示例地，可以通过调用ACE库的级数求和函数按照上述公式计算目标总成本calc。
可选地，在步骤14之前，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：
确定第二约束值满足第二预设条件。
也就是说，在通过步骤13获取到第二约束值后，首先确定该第二约束值是否满足第二预设条件，在已确定第二约束值满足第二预设条件后，再执行步骤14，确定目标总成本。
其中，确定第二约束值是否满足第二预设条件，可以理解为对第二约束值对应的各个第二约束值进行参数合法性检查，以保证每个第二约束值都处在合理的范围内。每一种第二约束变量可以对应有一合法约束值范围，通过判断第二约束变量的第二约束值是否处于该第二约束变量的合法约束值范围内，确定该第二约束变量的第二约束值是否合法，进而确定第二约束值是否满足第二预设条件。在每一第二约束变量的第二约束值均合法的情况下，可以确定第二约束值满足第二预设条件，若第二约束变量中任一第二约束值不合法，则可以确定第二约束值不满足第二预设条件。示例地，第二约束变量的合法约束值范围可以根据实际的需求进行设定。
可选地，若第二约束值不满足第二预设条件，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：
生成第二提示信息；
其中，第二约束值可以由用户通过第二接口输入。相应地，第二提示信息可以用于提示用户重现通过第二接口输入第二约束值。
也就是说，若第二约束值不满足第二预设条件，可以通过第二提示信息提示用户，重新通过第二输入接口输入新的第二约束值。这样，能够尽早发现第二约束值的不合法，并告知相关人员调整输入的第二约束值，从而，也能够有效减少不必要的数据处理。
在确定目标总成本后，可以执行步骤15。在步骤15中，根据目标总成本，对线网时刻表进行调整。
示例地，步骤15可以包括以下步骤：
调用线网时刻表插件；
将目标总成本作为输入参数输入至线网时刻表插件，以由线网时刻表插件对线网时刻表进行调整。
也就是说，可以通过调用线网时刻表插件，并将目标总成本作为线网时刻表插件的输入参数输入至线网时刻表插件，以由线网时刻表插件基于该目标总成本对线网时刻表进行调整。
通过上述技术方案，引入交路数量作为与线网内线路属性相关的第一约束变量，同时引入与线网运行成本相关的第二约束变量，丰富了规划过程中考量的变量因子，有利于得到更加合适的最优总成本，且有利于提升最优总成本的解算效率，从而，能够快速地实现对线网的实时动态调度。
图3是根据本公开的一种实施方式提供的线网调度装置的框图。如图3所示，该装置30包括：
第一获取模块31，用于获取对应于第一约束变量的第一约束值，所述第一约束变量为与线网内线路属性相关的变量，且所述第一约束变量至少包括交路数量；
第一确定模块32，用于根据所述第一约束值，确定目标约束值；
第二获取模块33，用于获取对应于第二约束变量的第二约束值，所述第二约束变量为与线网运行成本相关的变量；
第二确定模块34，用于根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本；
调整模块35，用于根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整。
可选地，所述装置30还包括：
第三确定模块，用于在所述第二获取模块33获取对应于第二约束变量的第二约束值之前，确定所述目标约束值满足第一预设条件。
可选地，所述第一约束值由用户通过第一接口输入；
所述装置30还包括：
第一生成模块，用于若所述目标约束值不满足所述第一预设条件，生成第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述用户重新通过所述第一接口输入所述第一约束值。
可选地，所述第一确定模块32用于按照以下公式确定所述目标约束值R：
其中，N为所述第一约束变量的总数量，Ct为第t个第一约束变量的第一约束值。
可选地，所述装置30还包括：
第四确定模块，用于在所述第二确定模块34根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本之前，确定所述第二约束值满足第二预设条件。
可选地，所述第二约束值由用户通过第二接口输入；
所述装置30还包括：
第二生成模块，用于若所述第二约束值不满足所述第二预设条件，生成第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述用户重现通过所述第二接口输入所述第二约束值。
可选地，所述第二确定模块34用于按照以下公式确定所述目标总成本calc：
其中，R为所述目标约束值，M为所述第二约束变量的总数量，COST(e)为第e个第二约束变量的第二约束值。
可选地，所述调整模块35包括：
调用子模块，用于调用线网时刻表插件；
输入子模块，用于将所述目标总成本作为输入参数输入至所述线网时刻表插件，以由所述线网时刻表插件对所述线网时刻表进行调整。
可选地，所述第一约束变量还包括运量、运行时间、客流量、超额载客量、车站数量、换乘站数量中的至少一者；和/或，
所述第二约束变量包括运量成本值、乘客滞留成本值和服务收益值。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图4所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的线网调度方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的线网调度方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的线网调度方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的线网调度方法。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图5，电子设备1900包括处理器1922，其数量可以为一个或多个，以及存储器1932，用于存储可由处理器1922执行的计算机程序。存储器1932中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器1922可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的线网调度方法。
另外，电子设备1900还可以包括电源组件1926和通信组件1950，该电源组件1926可以被配置为执行电子设备1900的电源管理，该通信组件1950可以被配置为实现电子设备1900的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备1900还可以包括输入/输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM等等。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的线网调度方法的步骤。例如，该非临时性计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器1932，上述程序指令可由电子设备1900的处理器1922执行以完成上述的线网调度方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的线网调度方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种线网调度方法，其特征在于，所述方法包括：
获取对应于第一约束变量的第一约束值，所述第一约束变量为与线网内线路属性相关的变量，且所述第一约束变量至少包括交路数量；
根据所述第一约束值，确定目标约束值；
获取对应于第二约束变量的第二约束值，所述第二约束变量为与线网运行成本相关的变量；
根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本；
根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取对应于第二约束变量的第二约束值的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述目标约束值满足第一预设条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一约束值由用户通过第一接口输入；
所述方法还包括：
若所述目标约束值不满足所述第一预设条件，生成第一提示信息，所述第一提示信息用于提示所述用户重新通过所述第一接口输入所述第一约束值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一约束值，确定目标约束值，包括：
按照以下公式确定所述目标约束值R：
其中，N为所述第一约束变量的总数量，Ct为第t个第一约束变量的第一约束值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本的步骤之前，所述方法还包括：
确定所述第二约束值满足第二预设条件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二约束值由用户通过第二接口输入；
所述方法还包括：
若所述第二约束值不满足所述第二预设条件，生成第二提示信息，所述第二提示信息用于提示所述用户重现通过所述第二接口输入所述第二约束值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本，包括：
按照以下公式确定所述目标总成本calc：
其中，R为所述目标约束值，M为所述第二约束变量的总数量，COST(e)为第e个第二约束变量的第二约束值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整，包括：
调用线网时刻表插件；
将所述目标总成本作为输入参数输入至所述线网时刻表插件，以由所述线网时刻表插件对所述线网时刻表进行调整。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一约束变量还包括运量、运行时间、客流量、超额载客量、车站数量、换乘站数量中的至少一者；和/或，
所述第二约束变量包括运量成本值、乘客滞留成本值和服务收益值。
10.一种线网调度装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取对应于第一约束变量的第一约束值，所述第一约束变量为与线网内线路属性相关的变量，且所述第一约束变量至少包括交路数量；
第一确定模块，用于根据所述第一约束值，确定目标约束值；
第二获取模块，用于获取对应于第二约束变量的第二约束值，所述第二约束变量为与线网运行成本相关的变量；
第二确定模块，用于根据所述第二约束值和所述目标约束值，确定目标总成本；
调整模块，用于根据所述目标总成本，对线网时刻表进行调整。
11.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
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