DE69814276T2 - Computer-based conflict resolution procedure for the railway network - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren, das es einem Netz- (oder Verkehrs-) Regler erlaubt,
mit Hilfe eines Informatikmittels die Abfolge der Aufgaben auf einem
Transportnetz vom Typ Schienennetz nach einem Konflikt zu verändern. Das
Dokument
Als Aufgabe wird die von einem Verband (oder Zug) auf dem Schienennetz zurückgelegte Fahrt bezeichnet, wobei diese Fahrt Abfahrts-, Ankunfts- und Haltezeiten in verschiedenen Stationen umfasst.The task is that of an association (or Train) journey on the rail network designated, this journey departure, arrival and stopping times embraced in different stations.
Man kann den Aufgaben einen Typ: Express, Fracht ..., zuordnen, wobei dieser Typ es erlaubt, bestimmten Aufgaben eine höhere Priorität als anderen zu verleihen und so die Auflösung von Konflikten zu erleichtern.You can assign a type to the tasks: Express, freight ..., assign, this type allows certain Tasks a higher priority to lend as others and thus facilitate the resolution of conflicts.
Herkömmlicherweise wird die Abfolgesteuerung der Aufgaben auf einem Schienennetz durch einen oder mehrere Verantwortliche, als Netzregler bezeichnet, mit Hilfe von Informatikmitteln durchgeführt. Diese Informatikmittel bestehen aus einem Computer oder einer Mehrzahl von in einem Netz verbundenen Computern sowie einem oder mehreren speziell für die Verwaltung von Schienennetzen entworfenen Programmen.Conventionally, sequencing the tasks on a rail network by one or more responsible persons, referred to as network controller, carried out with the help of IT resources. This IT resources consist of a computer or a plurality of computers connected in a network and one or more especially for those Management of programs designed for rail networks.
Die Darstellung und Visualisierung
der Ablaufsteuerung der Aufgaben auf einem Schienennetz durch die
Schienennetzverwaltungsprogramme kann auf unterschiedliche Weise
durchgeführt
werden. Eine geläufige
Visualisierung ist die sogenannte TDG-Visualisierung (für englisch Time Distance Graph).
Man erkennt an dieser Figur, dass
die Steigung, die der Darstellung eines Verbundes entspricht, proportional
zu dessen Geschwindigkeit ist. In
Die Aufgabe des Netzreglers ist, die Parameter der Aufgaben zuzuweisen: Ankunfts- und Abfahrtszeiten in den einzelnen Stationen, Geschwindigkeit zwischen zwei Stationen, etc.The task of the network controller is assign the parameters of the tasks: arrival and departure times in the individual stations, speed between two stations, Etc.
Unterschiedliche Ereignisse können die Planung der Aufgaben stören: Zeitweilige Schließung eines Gleisstücks, Hinzufügung einer zusätzlichen Aufgabe etc. Diese Ereignisse können zu Konflikten führen. Mehrere herkömmliche Typen von Konflikten können genannt werden: Die Belegungskonflikte, die Einschränkungskonflikte, die Einholkonflikte, Flankenfahrtkonflikte etc.Different events can Disrupt planning of tasks: Temporary closure a track piece, addition an additional Task etc. These events can lead to conflict. Several conventional ones Types of conflicts can the following are mentioned: the occupancy conflicts, the restrictions conflicts, the catch-up conflicts, flank travel conflicts etc.
Eine Einschränkung ist das zeitweilige Verbot, in einen Abschnitt eines Schienennetzes einzufahren, z. B. infolge eines Unfalls (Entgleisung, Einsturz einer Brücke, ...) oder von Arbeiten am Netz. Wenn eine Aufgabe so geplant ist, dass sie in eine Einschränkung eindringen muss, ergibt sich ein Einschränkungskonflikt. Eine Einschränkung kann definiert werden durch eine Einschränkungszone (d. h. das betroffene Netzstück), ein Anfangsdatum und ein Enddatum.One limitation is the temporary ban, to enter a section of a rail network, e.g. B. as a result an accident (derailment, collapse of a bridge, ...) or work on the network. When a task is planned to penetrate a constraint there is a conflict of restrictions. A restriction can be defined by a restriction zone (i.e. the affected Power play) a start date and an end date.
Belegungskonflikte gehen zurück auf eine Begrenzung der Zahl der Aufgaben, die gleichzeitig in bestimmten Zonen des Netzes (Begrenzungszonen) vorhanden sein können. Z. B. kann zu einem gegebenen Zeitpunkt nur eine Aufgabe auf einer Brücke, unter einem Tunnel etc. vorhanden sein.Occupancy conflicts are limited the number of tasks performed simultaneously in certain zones of the Network (boundary zones) may be present. For example, a given Only one task at a time on a bridge, under a tunnel etc. to be available.
Einholkonflikte treten auf, wenn eine Aufgabe mit einer anderen kollidiert und beide Aufgaben die gleiche Bewegungsrichtung haben.Obtaining conflicts occur when one task collides with another and both tasks die have the same direction of movement.
Stoßkonflikte treten auf, wenn eine Aufgabe mit einer anderen Aufgabe kollidiert und beide Aufgaben entgegengesetzte Bewegungsrichtungen haben.Collision conflicts occur when one task collides with another task and both tasks have opposite directions of movement.
Flankenfahrtkonflikte treten auf, wenn eine Aufgabe mit einer anderen Aufgabe kollidiert, beide Aufgaben aus verschiedenen Richtungen kommen und an einer Weiche aufeinandertreffen.Flank travel conflicts occur, if one task collides with another task, both tasks come from different directions and meet at a switch.
Die verschiedenen Typen von Konflikten müssen im Netzregler in Abhängigkeit von den ihm mitgeteilten Ereignissen verwaltet werden. Im Falle von Arbeiten an einem Gleisstück erscheint die entsprechende Einschränkung auf der Darstellung des Netzes (z. B. der TDG-Visualisierung). Die Aufgaben, die dann diese Einschränkung durchlaufen, müssen in ihrer Abfolge neu geregelt werden, d. h. es müssen neue Abfahrtszeiten, neue Bahnhofhaltezeiten, neue zwischen zwei Bahnhöfen einzuhaltende Geschwindigkeiten, neue Wegstrecken etc. zugewiesen werden, wobei diese Veränderungen sich gegenseitig nicht ausschließen.The different types of conflicts must Network controller depending managed by the events communicated to him. In case of Working on a track the corresponding restriction appears on the representation of the network (e.g. the TDG visualization). The tasks that then go through this limitation need in their sequence are newly regulated, d. H. there have to be new departure times, new ones Station stops, new speeds to be maintained between two stations, new routes etc. are assigned, these changes not mutually exclusive.
Ein solches Problem der Neuordnung von Aufgaben infolge eines Konflikts (unabhängig davon, ob es sich um einen Einschrän kungskonflikt, einen Belegungskonflikt oder einen anderen Typ von Konflikt handelt) ist ein kompliziertes Problem, dass der Familie der NP-vollständigen Probleme verwandt ist. Dies bedeutet, dass es unmöglich ist, eine optimale Lösung in linearer Zeit zu finden. Für eine vollständige Definition der sogenannten NP-vollständigen Probleme kann auf das Werk „Intelligence artificielle & Informatique théorique" von Jean-Marc Alliot und Thomas Schiex bei Cépaduès-Èditions oder auf ein beliebiges anderes Werk verwiesen werden, das die Theorie der algorithmischen Komplexität behandelt.Such a problem of reordering tasks as a result of a conflict (regardless of whether it is a limitation conflict, an occupancy conflict, or some other type of conflict) is a complicated problem that is related to the family of NP-complete problems. This means that it is impossible to find an optimal solution in linear time. For a complete definition of the so-called NP-complete problems, the work "Intelligence Artificielle & Informatique théorique "by Jean-Marc Alliot and Thomas Schiex at Cépaduès-Èditions or to any other work dealing with the theory of algorithmic complexity.
Der bekannte Stand der Technik, mit dem der Netzregler die Ablauffolge einer oder mehrerer Aufgaben infolge eines Konflikts mit Hilfe von Informatikmitteln abwandeln kann, kann in zwei Gruppen aufgeteilt werden: Die manuellen Verfahren und die automatischen Verfahren.The known prior art, with which the network controller executes the sequence of one or more tasks change as a result of a conflict using IT resources can be divided into two groups: The manual procedures and the automatic procedures.
Die manuellen Verfahren beruhen darin, die Aufgaben einzeln oder in globalerer Weise zu editieren und für jede von ihnen ihre Ablauffolgeparameter (Abfahrtszeit, Haltezeiten im Bahnhof, Geschwindigkeiten zwischen zwei Bahnhöfen, ...) zu verändern. Die Veränderungen können vorgenommen werden durch Editieren einer Tabelle oder in grafischer Weise.The manual procedures are based on edit the tasks individually or in a more global way and for each of your sequence parameters (departure time, stopping times at the station, To change speeds between two stations, ...). The changes can be done by editing a table or in graphical Wise.
Diese Art von Verfahren ist nicht befriedigend.This type of procedure is not satisfying.
Einerseits ist es sehr schwierig, von Hand die beste Lösung für einen Konflikt zu finden, unabhängig davon, ob es sich dabei um diejenige handelt, die die am wenigsten schwerwiegenden Veränderungen mit sich bringt, oder die Lösung, die die wenigsten Veränderungen mit sich bringt.On the one hand, it is very difficult the best solution by hand for one Find conflict independently whether it’s the one that’s the least serious changes with brings itself, or the solution, the least changes brings with it.
Außerdem kann es sich als kritisch erweisen, wenn man in dem Fall, wo der Fluss an Aufgaben in der Umgebung des behandelten Konflikts hoch ist, diese Lösung nicht finden kann. In solchen Situationen kann nämlich die Veränderung einer Aufgabe, um einen Konflikt zu lösen, einen neuen Konflikt hervor rufen (z. B. kann die Lösung eines Einschränkungskonflikts einen Belegungskonflikt hervorrufen.It can also prove critical turn out to be in the case where the flow of tasks in the Environment of the conflict being handled is high, this solution is not Can be found. In such situations, the change can happen a task to solve a conflict, cause a new conflict (e.g. the solution a conflict of limitations cause an occupancy conflict.
Die zweite Familie von Methoden basiert auf fortgeschrittenen Techniken der Informatik.The second family of methods is based on advanced techniques of computer science.
Als Beispiel können auf Expertensystemen basierende Verfahren genannt werden. Diese Verfahren sind jedoch schwierig anzuwenden und zu warten und überdimensioniert für die Lösung von einfachen Konflikten. Außerdem führen sie zu sehr langen Ausführungszeiten.As an example, based on expert systems Procedures are called. However, these procedures are difficult apply and maintain and oversized for the solution of simple conflicts. Moreover to lead them at very long execution times.
Ein anderes Beispiel eines automatischen Verfahrens zur Lösung von Konflikten basiert auf der Technik der Programmierung durch Randbedingungen. Auch hier führen diese Verfahren zu langen Ausführungszeiten. Außerdem hängen die Parameter (Heuristiken ...) des Verfahrens von dem Schienennetz ab. Sie müssen also von neuem festgelegt werden, wenn das Netz verändert wird oder die Eigenschaften des Netzes oder des Verkehrs sich entwickeln.Another example of an automatic process to the solution of conflict is based on the technique of programming Boundary conditions. Lead here too these procedures at long execution times. Moreover hang the parameters (heuristics ...) of the method of the rail network from. You need to So be determined again when the network is changed or the properties of the network or traffic develop.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Lösen von Konflikten in einer automatisierten Darstellung eines Schienennetzes anzugeben, das nicht die Nachteile der Verfahren nach dem Stand der Technik aufweist.The aim of the present invention is a method of solving of conflicts in an automated representation of a rail network specify that does not have the disadvantages of the prior art method of technology.
Hierfür ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden geordneten Schritte umfasst:
- a) Feststellen der Existenz von Konflikten in Abhängigkeit vom Netz, den Aufgaben und den Einschränkungen,
- b) Visualisierung der Aufgaben, der Konflikte und der Einschränkungen auf einem Schirm,
- c) Auswählen eines Objekts ausgehend von der Visualisierung,
- d) Auswählen eines Auflösungsverfahrens aus einer Menge von Auflösungsverfahren, wobei die Menge vorgegeben ist,
- e) Bestimmen einer Antwort in Abhängigkeit von dem Auflösungsverfahren und dem ausgewählten Objekt.
- a) determining the existence of conflicts depending on the network, tasks and restrictions,
- b) visualization of tasks, conflicts and restrictions on one screen,
- c) selecting an object based on the visualization,
- d) selecting a dissolution method from a set of dissolution methods, the quantity being predetermined,
- e) determining a response depending on the resolution method and the selected object.
Der Schritt (e) des Bestimmens einer Antwort kann je nach Art des ausgewählten Objekts, d. h., je nachdem, ob es sich um einen Konflikt, eine Aufgabe, eine Einschränkung oder ein Paar, bestehend aus einem Konflikt und einer Aufgabe, handelt, in einen oder mehrere Unterschritte zerlegt werden.The step (e) of determining one Answer may vary depending on the type of object selected, i.e. i.e. depending on whether it is a conflict, a task, a limitation or a couple consisting of a conflict and a task, be broken down into one or more substeps.
Die Erfindung und ihre Vorteile ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren sowie der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.The invention and its advantages result more clearly from the following description with the attached Figures and the description of exemplary embodiments of the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das
in
Der Schritt
Der Schritt
Die Konflikte, unabhängig davon,
ob es sich um Belegungskonflikte (
In
Die Aufgaben, die Konflikte und die
Einschränkungen,
die so visualisiert werden, können vom
Netzregler in dem in
In herkömmlicher Weise kann die Auswahl durchgeführt werden mit Hilfe einer Maus durch Anklicken der gewünschten Aufgabe, des gewünschten Konflikts oder der gewünschten Einschränkung. Es kann möglich sein, mehrere Auswahlen durchzuführen. So kann der Netzregler einen Konflikt und eine Aufgabe auswählen. Die von dem Netzregler getroffene Auswahl wird als Objekt bezeichnet. Ein Objekt kann daher aus einem Einzelelement (einem Konflikt, einer Aufgabe oder einer Einschränkung) oder aus einem Paar von zwei Elementen (einem Konflikt und einer Aufgabe) bestehen.The selection can be carried out in a conventional manner with the help of a mouse by clicking on the desired task, the desired conflict or the one you want Restriction. It can be possible be to make multiple selections. In this way, the network controller can select a conflict and a task. The The selection made by the network controller is called an object. An object can therefore consist of a single element (a conflict, a Task or a restriction) or a pair of two elements (a conflict and one Task).
Der Schritt
Die vorgegebene Gesamtheit der Auflösungsverfahren kann von dem Typ von Objekt abhängen, das der Netzregler ausgewählt hat.The specified total of the resolution procedures can depend on the type of object the network controller selected Has.
Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Auflösungsverfahren allgemein sind und daher in allen Situationen und für jeden Typ von Netz anwendbar sind. Das Informatikmittel interpretiert das Auflösungsverfahren im Hinblick auf Auflösungsbefehle je nach Situation.One of the advantages of the method according to the invention is that the resolution process are general and therefore in all situations and for everyone Type of network are applicable. The IT tool interprets the dissolution process with regard to dissolution orders depending on the situation.
Der Schritt
Die Art und Weise, wie diese Gesamtheit
von Auflösungsbefehlen
konstruiert wird, kann von dem in Schritt
So zeigt
Der Schritt
Der Schritt
Der Schritt
Der Schritt
Der Schritt
Der Schritt
Der Unterschritt
Dies kann in unterschiedlicher Weise durchgeführt werden:
- – Die Aufgabe kann in Abhängigkeit vom Konflikt und dem ausgewählten Auflösungsverfahren ausgewählt werden. Wenn z. B. für einen Belegungskonflikt das Auflösungsverfahren „Vorrücken" (bzw. „Verzögern") ist, dann wird die erste (bzw. letzte) Aufgabe ausgewählt.
- – Die Aufgabe kann in Abhängigkeit vom Typ der in Konflikt befindlichen Aufgabe unter Zuweisung von Prioritäten zu den verschiedenen Typen von Aufgaben ausgewählt werden. Wenn z. B. eine Aufgabe vom Typ Express mit einer Aufgabe vom Typ Fracht in Konflikt ist, wird die Aufgabe vom Typ Fracht ausgewählt.
- – Die Aufgabe kann so ausgewählt werden, dass die Auflösung ein Minimum an Veränderungen mit sich bringt.
- - The task can be selected depending on the conflict and the selected resolution procedure. If e.g. For example, if the resolution procedure is "advance" (or "delay") for an occupancy conflict, then the first (or last) task is selected.
- - The task can be selected depending on the type of conflicting task by assigning priorities to the different types of tasks. If e.g. For example, if an Express task conflicts with a Freight task, the Freight task is selected.
- - The task can be selected so that the resolution entails a minimum of changes.
Es sind andere Arten, die Aufgabe auszuwählen, vorstellbar, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Art beschränkt.There are other types of task select conceivable, and the present invention is not limited to any one Kind of limited.
Der Unterschritt
Der Unterschritt
Die Unterschritte
Wenn mehrere Auflösungsbefehle für ein einzelnes Paar vom Typ Konflikt/Auflösungsverfahren existieren, kann die Auswahl zufällig oder anhand eines Parameters des Auflösungsverfahrens stattfinden, wobei der Parameter defaultmäßig festgelegt oder von dem Netzregler ausgewählt sein kann.If there are multiple resolution commands for a single Conflict / resolution type couple exist, the selection can be random or take place on the basis of a parameter of the resolution process, where the parameter is set by default or selected by the network controller can be.
Wenn der Konflikt vom Typ Einschränkungskonflikt ist und das ausgewählte Auflösungsverfahren „Vorrücken" ist, dann können die Auflösungsbefehle sein:
- – Verringern der Haltezeiten im Bahnhof, damit die Aufgabe die Einschränkungszone vor ihrem Anfangsdatum verlässt,
- – Verringern der Zeiten zwischen Stationen, damit die Aufgabe die Einschränkungszone vor ihrem Anfangsdatum verlässt.
- - reducing the stop times in the station so that the task leaves the restriction zone before its start date,
- - Decrease times between stations so that the task leaves the restriction zone before its start date.
Wenn der Konflikt vom Typ Einschränkungskonflikt ist und das ausgewählte Auflösungsverfahren „Verzögern" ist, so können die Auflösungsbefehle sein:
- – Verlängern der Haltezeiten im Bahnhof, damit die Aufgabe in die Zone nach ihrem Enddatum eintritt,
- – Verlängern der Zeiten zwischen Stationen, damit die Aufgabe in die Einschränkungszone nach ihrem Enddatum eintritt.
- - extending the stop times in the station so that the task enters the zone after its end date,
- - Extend the times between stations so that the task enters the restriction zone after its end date.
Wenn der Konflikt vom Typ Belegungskonflikt ist und das ausgewählte Auflösungsverfahren „Vorrücken" ist, können die Auflösungsbefehle sein:
- – Verringern der Haltezeiten im Bahnhof, damit die Aufgabe die Einschränkungszone vor dem Eintritt der nächsten Aufgabe verlässt.
- – Verringern der Zeiten zwischen Stationen, damit die Aufgabe die Einschränkungszone vor dem Eintritt der nächsten Aufgabe verlässt.
- - Reduce the stop times in the station so that the task leaves the restriction zone before the next task begins.
- - Reduce times between stations so that the task leaves the restriction zone before the next task begins.
Wenn der Konflikt vom Typ Belegungskonflikt ist und das ausgewählte Auflösungsverfahren „Verzögern" ist, können die Auflösungsbefehle sein:
- – Verlängern der Haltezeiten im Bahnhof, damit die Aufgabe in die Beschränkungszone nach dem Austritt der vorhergehenden Aufgabe eintritt.
- – Verlängern der Zeiten zwischen Stationen, damit die Aufgabe in die Beschränkungszone nach dem Austritt der vorhergehenden Aufgabe eintritt.
- - Extending the stop times in the station so that the task enters the restricted area after the previous task has left.
- - Extend the time between stations so that the task enters the restriction zone after the previous task has left.
Die Durchführung der verschiedenen Auflösungsbefehle wirft für den Fachmann keine Schwierigkeiten auf.The execution of the various resolution commands throws for no difficulties for the specialist.
Zu beachten ist auch, dass in den obigen Beispielen die zwei angegebenen Auflösungsbefehle zu einem dritten Beispiel kombiniert werden können: Anstatt die Zeiten im Bahnhof oder die Zeiten zwischen den Bahnhöfen zu verändern, ist es auch möglich, beide Zeiten gleichzeitig zu verändern.It should also be noted that in the above examples the two specified resolution commands to a third Example can be combined: Instead to change the times in the station or the times between the stations it also possible to change both times at the same time.
Andere Beispiele liegen ebenfalls im Rahmen des fachmännischen Könnens, so dass die vorliegende Erfindung nicht als auf die oben angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt angesehen werden darf.Other examples also lie as part of the professional Can s, so the present invention is not considered to be those indicated above embodiments limited may be viewed.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |