本發(fā)明涉及鐵路運輸，尤其涉及一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法及相關設備。

背景技術：

1、單線鐵路列車運行圖具有客貨列車交會復雜性高、貨車停站方案靈活性強、列車開行順序不固定的顯著特征。目前單線鐵路列車運行圖仍然依靠編圖人員手工編制完成，人工編制過程中同時考慮旅客列車、天窗設置、到發(fā)線數(shù)量等復雜條件，逐列新增貨物列車運行線，判斷貨車與貨車、客車、天窗、到發(fā)線之間的沖突，并將其依次疏解，給出貨車停站方案。但隨著旅客列車結構復雜度的逐漸增加，運行線沖突疏解難度不斷增加，其編制時間也隨之延長，涉及大量的重復性操作，耗費了人力時間成本，降低了運行圖的編制效率。相關技術中，通過求解混合整數(shù)規(guī)劃模型，以確定貨物列車的靈活停站方案和列車開行順序，但其是先遍歷所有可能運行路線，之后對存在沖突的路線進行刪減，包括最終可運行路線，這種運行圖編制方法編制效率低，不能滿足高復雜度的旅客列車結構。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法及相關設備，用以解決傳統(tǒng)運行圖編制方法編制效率低，不能滿足高復雜度的旅客列車結構的缺陷。

2、本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，包括：

3、獲取列車布點時間、上下行旅客列車總數(shù)和上下行貨物列車總數(shù)；

4、根據(jù)所述列車布點時間、上下行旅客列車總數(shù)和上下行貨物列車總數(shù)生成初始列車時刻表；

5、根據(jù)所述初始列車時刻表鋪畫列車運行線，在鋪畫每條列車運行線時進行沖突疏解，所述沖突疏解包括基于沖突疏解的運行線動態(tài)生成方法進行間隔時間沖突疏解，以及，基于到發(fā)線不足識別與疏解方法進行到發(fā)線沖突疏解；在所有列車運行線鋪畫完成后生成單線鐵路列車運行圖。

6、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述基于沖突疏解的運行線動態(tài)生成方法進行間隔時間沖突疏解，包括：

7、根據(jù)所述列車布點時間、上下行旅客列車總數(shù)和上下行貨物列車總數(shù)生成上下行貨物列車會車方案；

8、使用上下行貨物列車會車方案計算限制區(qū)間周期時間；

9、根據(jù)所述上下行旅客列車總數(shù)和上下行貨物列車總數(shù)以及所述限制區(qū)間周期時間中的上下行列車初始布點發(fā)車時間、區(qū)間運行時間、起停車附加時間、停站方案和停站時間，推線計算上下行列車在各站的到發(fā)時間；

10、使用上下行列車在各車站的到發(fā)時間，生成車站時刻表，并按照列車到達車站時間排序；

11、使用分散連發(fā)間隔時間不足沖突檢測算法，進行分散連發(fā)間隔時間不足沖突檢測；使用列車周期間隔時間不足沖突檢測算法，進行列車周期間隔時間不足沖突檢測；

12、將檢測到的沖突寫入沖突記錄表，在沖突記錄表中，修改特定類型沖突記錄的順序，合并特定類型的沖突記錄；

13、按照沖突記錄表進行運行線沖突疏解，其中，使用對向列車區(qū)間交叉沖突疏解算法，進行對向列車區(qū)間交叉沖突疏解；使用對向列車車站交叉沖突疏解算法，進行對向列車車站交叉沖突疏解；

14、判斷相鄰的前后兩列同向貨物列車的始發(fā)時間是否滿足最小發(fā)車間隔時間，如果不滿足使用最小發(fā)車間隔時間更新后車的列車始發(fā)時間；

15、使用基于布點時間窗的列車移動算法，進行布點時間移動；

16、根據(jù)布點時間移動結果更新所述初始列車時刻表，得到?jīng)_突疏解列車時刻表。

17、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述使用分散連發(fā)間隔時間不足沖突檢測算法，進行分散連發(fā)間隔時間不足沖突檢測，包括：

18、遍歷所述初始中列車時刻表中所有貨物列車；

19、如果后車下一站的停站狀態(tài)是通過，需要滿足分散連發(fā)間隔時間，記錄后車在上一站的出發(fā)時間為，到達時間為，前車在下一站的出發(fā)時間為，到達時間為；

20、使用對向列車的區(qū)間運行時間生成分散連發(fā)的列車間隔時間tinterval，如果且，分散連發(fā)的列車間隔時間tinterval為現(xiàn)有間隔時間與不同時到達間隔時間以及會車間隔時間之和，如果且，分散連發(fā)間隔時間再為兩個會車間隔時間；

21、如果且tinterval，后車后移，計算現(xiàn)有間隔時間為，計算向后移動時間為tinterval，生成下行或上行同向貨物列車分散連發(fā)間隔時間不足沖突，記錄沖突類型、沖突對象、沖突位置、沖突時間、列車移動時間中的至少一種，放入沖突記錄表中，輸出所述沖突記錄表。

22、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述使用列車周期間隔時間不足沖突檢測算法，進行列車周期間隔時間不足沖突檢測，包括：

23、遍歷所述初始中列車時刻表中所有貨物列車，定義下行同向貨物列車和，列車為后車為前車；遍歷所有車站，兩列車同時途徑的車站和，車站為下一站為上一站；記錄后車在上一站的出發(fā)時間為，在下一站的到達時間為，前車在上一站的出發(fā)時間為，在下一站的到達時間為；

24、遍歷所有車站，如果是列車的始發(fā)車站和終到車站的前一車站，其列車周期間隔時間是tinterval是列車連發(fā)間隔時間，在其余車站，如果前后兩列車的始發(fā)時間差不大于限制區(qū)間周期時間，列車周期間隔時間是tinterval是列車連發(fā)間隔時間，否則列車周期間隔時間是tinterval是限制區(qū)間周期時間；

25、如果且tinterval，后車后移，計算現(xiàn)有間隔時間為，計算向后移動時間為tinterval，生成下行或上行同向貨物列車列車周期間隔時間不足沖突，記錄沖突類型、沖突對象、沖突位置、沖突時間、列車移動時間中的至少一種，放入沖突記錄表中；

26、如果，后車后移，計算現(xiàn)有間隔時間為，計算向后移動時間為tinterval，生成下行或上行同向貨物列車列車周期間隔時間不足沖突，記錄沖突類型、沖突對象、沖突位置、沖突時間、列車移動時間中的至少一種，放入沖突記錄表中，輸出沖突記錄表。

27、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述對向列車車站交叉沖突疏解算法，包括：

28、讀取所述沖突記錄表，如果沖突類型為對向列車車站交叉沖突，讀取沖突對象a為列車，沖突對象b為列車，沖突位置為車站；

29、根據(jù)基于交錯停站原則生成會車方案，確定沖突對象a為列車，沖突對象b為列車，在沖突位置車站的停站偏好，分別記為停站偏好a和停站偏好b；根據(jù)已知的禁停站和必停站，確定沖突對象a為列車，沖突對象b為列車，在沖突位置車站的停站計劃，分別記為停站計劃a和停站計劃b；

30、使用停站偏好選擇沖突疏解方案，如果停站偏好a為停站，停站偏好b為通過，選定沖突對象a列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象b列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間；

31、如果停站偏好a為通過，停站偏好b為停站，選定沖突對象b列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象a列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間；

32、如果停站偏好a為停站，停站偏好b為停站，使用運行圖鋪畫輪數(shù)選擇沖突疏解方案；

33、或者，使用停站計劃選擇沖突疏解方案，如果停站計劃a為靈活停站，停站計劃b為通過，選定沖突對象a列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象b列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間；

34、如果停站計劃a為通過，停站計劃b為靈活停站，選定沖突對象b列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象a列車，沖突位置為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間；

35、或者，如果停站計劃a和停站計劃b均為通過，更新沖突疏解位置，對于沖突對象a，遍歷從沖突位置到列車始發(fā)的所有車站，找到第一個非禁停車站作為沖突疏解的位置a；對于沖突對象b，遍歷從沖突位置到列車始發(fā)的所有車站，找到第一個非禁停車站作為沖突疏解的位置b；比較沖突疏解位置和沖突疏解位置a和b的間隔車站數(shù)，選擇其中最近的車站作為新的沖突疏解位置；

36、使用位置距離選擇沖突疏解方案，如果選定沖突疏解位置a，選定沖突對象a列車，沖突位置為車站，列車移動時間為會車間隔時間；如果選定了沖突疏解位置b，選定沖突對象b列車，沖突位置為車站，列車移動時間為會車間隔時間；

37、如果現(xiàn)有沖突疏解位置和沖突疏解位置a和b的間隔車站數(shù)相同，使用運行圖鋪畫輪數(shù)選擇沖突疏解方案；

38、所述使用對向列車車站交叉沖突疏解算法，進行對向列車車站交叉沖突疏解，包括：

39、根據(jù)選擇的沖突疏解方案，確定沖突對象、沖突位置和列車移動時間；

40、遍歷從沖突位置到列車始發(fā)的所有車站，不包含沖突位置車站，找到第一個非禁停車站作為沖突疏解的位置；

41、如果沖突疏解的位置是列車始發(fā)車站，則將列車始發(fā)時間增加一個列車移動時間，遍歷從沖突疏解位置到列車終到的所有車站，將所有列車的停站方案和停站時間初始化；

42、如果沖突疏解的位置不是列車始發(fā)車站，判斷沖突疏解的位置是否已有停站，如果已有停站，則將停站時間增加一個列車移動時間，否則增加停站，停站時間為一個列車移動時間；

43、判斷列車停站時間是否小于最小停站時間，是則增加至最小停站時間，否則不改變停站時間，輸出更新列車時刻表。

44、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述使用對向列車區(qū)間交叉沖突疏解算法，進行對向列車區(qū)間交叉沖突疏解，包括：

45、讀取所述沖突記錄表，如果沖突類型為對向列車區(qū)間交叉沖突，針對沖突對象a為列車，沖突對象b為列車，沖突位置a為車站，沖突位置b為車站；

46、根據(jù)基于交錯停站原則生成的會車方案，確定沖突對象a列車在沖突位置a的停站偏好，記為停站偏好a1，沖突對象a列車在沖突位置b的停站偏好，記為停站偏好a2，沖突對象b列車在沖突位置b的停站偏好，記為停站偏好b1，沖突對象b列車在沖突位置a的停站偏好，記為停站偏好b2；

47、根據(jù)已知的禁停站和必停站，確定沖突對象a列車在沖突位置a的停站計劃，記為停站計劃a1，沖突對象a列車在沖突位置b的停站計劃，記為停站計劃a2，沖突對象b列車在沖突位置b的停站計劃，記為停站計劃b1，沖突對象b列車在沖突位置a的停站計劃，記為停站計劃b2；

48、如果停站計劃a1、a2、b1和b2均為通過，更新沖突疏解位置，對于沖突對象a，遍歷從沖突位置a到列車始發(fā)的所有車站，找到第一個非禁停車站作為沖突疏解的位置a；對于沖突對象b，遍歷從沖突位置b到列車始發(fā)的所有車站，找到第一個非禁停車站作為沖突疏解的位置b，比較現(xiàn)有沖突疏解位置和沖突疏解位置a和b的間隔車站數(shù)，選擇其中最近的車站作為新的沖突疏解位置；

49、使用位置距離選擇沖突疏解方案，如果選定了沖突疏解位置a，選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間b加會車間隔時間，如果選定了沖突疏解位置b，選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間a加會車間隔時間；

50、如果現(xiàn)有沖突疏解位置和沖突疏解位置a和b的間隔車站數(shù)相同，使用列車移動時間選擇沖突疏解方案，比較列車待移動時間，如果列車待移動時間b小于a，選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間b加會車間隔時間；如果列車待移動時間b大于a，選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間a加會車間隔時間；

51、如果列車待移動時間b等于a，使用運行圖鋪畫輪數(shù)選擇沖突疏解方案；

52、如果停站計劃只有a1、b1為通過，使用停站計劃選擇沖突疏解方案，根據(jù)已知的禁停站和必停站，如果停站計劃b2為通過，停站計劃a2為非通過，選定沖突對象a列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間b加上不同時到達間隔時間；如果停站計劃a2為通過，停站計劃b2為非通過，選定沖突對象b列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間a加不同時到達間隔時間；

53、使用列車移動時間選擇沖突疏解方案，比較列車待移動時間，如果列車待移動時間b小于a，選定沖突對象a列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間b加上不同時到達間隔時間；如果列車待移動時間b大于a，選定沖突對象b列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間a加不同時到達間隔時間；

54、如果列車待移動時間b等于a，使用停站偏好選擇沖突疏解方案，如果停站偏好a2為停站，停站偏好b2為通過，選定沖突對象a列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間b加上不同時到達間隔時間；如果停站偏好a2為通過，停站偏好b2為停站，選定沖突對象b列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為不同時到達間隔時間加會車間隔時間，同時選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間a加不同時到達間隔時間；

55、如果停站偏好a2和停站偏好b2均為停站或者通過，使用運行線鋪畫輪數(shù)選擇沖突疏解方案；

56、使用停站計劃選擇沖突疏解方案，根據(jù)已知的禁停站和必停站，如果停站計劃a1為非通過，停站計劃b1為通過，選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間a加上會車間隔時間；如果停站計劃a1為通過，停站計劃b1為非通過，選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間b加上不同時到達間隔時間和會車間隔時間；

57、使用列車移動時間選擇沖突疏解方案，比較列車待移動時間，如果列車待移動時間a小于b，選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間a加上會車間隔時間；如果列車待移動時間a大于b，選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間b加上不同時到達間隔時間和會車間隔時間；

58、如果列車待移動時間a等于b，使用停站偏好選擇沖突疏解方案，如果停站偏好a1為停站，停站偏好b1為通過，選選定沖突對象a列車，沖突位置a為車站，列車移動時間為列車移動時間a加上會車間隔時間；如果停站偏好a1為通過，停站偏好b1為停站，選定沖突對象b列車，沖突位置b為車站，列車移動時間為列車移動時間b加上不同時到達間隔時間和會車間隔時間；

59、如果停站偏好a1和停站偏好b1均為停站或者通過，使用運行圖鋪畫輪數(shù)選擇沖突疏解方案；

60、進行沖突疏解后更新輸出列車時刻表。

61、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述使用基于布點時間窗的列車移動算法，進行布點時間移動，包括：

62、讀取貨物列車發(fā)車時間表，根據(jù)所述貨物列車發(fā)車時間表生成貨物列車現(xiàn)有布點時間表；

63、遍歷貨物列車現(xiàn)有布點時間表，定位位置序號及其對應的貨物列車現(xiàn)有發(fā)車時間；

64、遍歷貨物列車初始布點時間表，找到位置序號對應的貨物列車原有的左邊界值；

65、遍歷貨物列車初始布點時間表，貨物列車現(xiàn)在的左邊界值，定位其位置序號；

66、如果貨物列車原有的左邊界值等于現(xiàn)在的左邊界值，繼續(xù)比較下一列貨物列車，；

67、如果貨物列車原有的左邊界值大于現(xiàn)在的左邊界值，遍歷貨物列車現(xiàn)有布點時間表，不大于位置序號的時間點位保持不變，其余時間點位更新為貨物列車初始布點時間表中的對應位置時間，使用更新后的貨物列車現(xiàn)有布點時間表，更新貨物列車發(fā)車時間表；

68、如果貨物列車原有的左邊界值小于現(xiàn)在的左邊界值，遍歷貨物列車初始布點時間表，刪除位置序號至之間的個時間點位，同時在初始布點時間表尾部新增個點位，新增點位間隔為限制區(qū)間周期時間；

69、遍歷貨物列車現(xiàn)有布點時間表，大于位置序號的時間點位保持不變，其余時間點位更新為貨物列車初始布點時間表中的對應位置時間，使用更新后的貨物列車現(xiàn)有布點時間表，更新下行貨物列車發(fā)車時間表；

70、輸出貨物列車發(fā)車時間。

71、根據(jù)本發(fā)明提供一種基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法，所述基于到發(fā)線不足識別與疏解方法進行到發(fā)線沖突疏解，包括：

72、讀取列車時刻表和車站時刻表，設定列車最小移動時間以及確定各車站的到發(fā)線數(shù)量；

73、遍歷各車站和途徑各車站的所有列車，定位列車在車站的列車到達時間作為時間切點；

74、遍歷途徑車站的所有列車，找到車站在時間切點占用到發(fā)線的所有列車，生成待移動列車備選集，統(tǒng)計到發(fā)線占用數(shù)；

75、若列車占用的到發(fā)線數(shù)大于車站的到發(fā)線數(shù)量，統(tǒng)計待移動列車備選集中的旅客列車數(shù)、貨物列車數(shù)、下行貨物列車數(shù)和上行貨物列車數(shù)；

76、如果貨物列車數(shù)為0，輸出列車始發(fā)時間和運行線鋪畫輪數(shù)；

77、如果貨物列車數(shù)為1，選定待移動列車備選集中在車站k到達時間最大的貨物列車，作為待移動的貨物列車，若待移動貨物列車是否為正在鋪畫的最后一列車，待移動貨物列車后移一個列車最小移動時間，運行線鋪畫輪數(shù)不變；

78、如果貨物列車數(shù)為2，其中下行貨物列車數(shù)為1，上行貨物列車數(shù)為1，選定待移動列車備選集中在車站k到達時間最大的貨物列車，作為待移動的貨物列車，若待移動貨物列車是否為正在鋪畫的最后一列車，待移動貨物列車后移一個列車最小移動時間，運行線鋪畫輪數(shù)不變；

79、如果下行貨物列車數(shù)不小于上行列車數(shù)，則選定備選集中在車站k到達時間最小的下行貨物列車，作為待移動的貨物列車，否則選定備選集中在車站k到達時間最小的上行貨物列車，作為待移動的貨物列車；

80、將待移動貨物列車后移一個列車最小移動時間，定位新增待移動列車時的運行線鋪畫輪數(shù)round，將所有列車的時刻表回退至新增待移動列車前一輪round-1時的鋪畫結果，將所有列車的停站方案和停站時間初始化，并更新運行線鋪畫輪數(shù)為round-1；

81、輸出列車始發(fā)時間和運行線鋪畫輪數(shù)。

82、本發(fā)明還提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如上述任一項所述的基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法。

83、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一項所述的基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法。

84、本發(fā)明提供的基于沖突疏解的單線鐵路列車運行圖編制方法及相關設備，通過獲取列車布點時間、上下行旅客列車總數(shù)和上下行貨物列車總數(shù)；根據(jù)所述列車布點時間、上下行旅客列車總數(shù)和上下行貨物列車總數(shù)生成初始列車時刻表；根據(jù)所述初始列車時刻表鋪畫列車運行線，在鋪畫每條列車運行線時進行沖突疏解，所述沖突疏解包括基于沖突疏解的運行線動態(tài)生成方法進行間隔時間沖突疏解，以及，基于到發(fā)線不足識別與疏解方法進行到發(fā)線沖突疏解；在所有列車運行線鋪畫完成后生成單線鐵路列車運行圖，?通過每條運行線鋪畫時對運行線沖突進行檢測及疏解，實現(xiàn)運行線的動態(tài)鋪畫，減少編圖人員對運行線沖突的人工判定和重復操作，提高列車運行圖編制效率。