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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明提供了一种列车运行图与停站方案协同调整方法，涉及列车运行方案调整技术领域，具体包括如下步骤：构建协同调度模型，并将协同调度模型输入拉格朗日松弛算法中；设置约束条件；初始化拉格朗日松弛算法的基本参数；将约束下的协同调度模型分解成上行子问题和下行子问题；使用求解器并行求解上下行子问题，结合上行和下行子问题结果，生成下界解；固定同向行驶列车之间的活动顺序，并利用求解器得到满足松弛耦合约束后的可行解，即生成上界解；使用次梯度下降法更新拉格朗日乘子，并更新迭代次数；直到输出调整后的列车运行图与停站方案。本发明的技术方案克服现有技术中客货共线铁路的干扰相应速度慢、调整能力弱的问题。

主权项：1.一种列车运行图与停站方案协同调整方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，构建包括：计划运行图、列车优先级、列车运行方向、编组站受限持续时间和编组站受限程度的协同调度模型，并将协同调度模型输入拉格朗日松弛算法中；S2，设置约束条件，包括：轨道分配约束、调整时间约束、安全间隔约束、区间时间约束、停站约束、编组站能力受限约束和延迟交付约束；S3，初始化拉格朗日松弛算法的基本参数，包括：当前迭代次数=0，最大迭代次数，初始拉格朗日乘子=0，相对差距和停止阈值；S4，将约束下的协同调度模型分解成上行子问题和下行子问题；S5，使用求解器CPLEX并行求解上下行子问题，结合上行和下行子问题结果，生成下界解；固定同向行驶列车之间的活动顺序，并利用求解器CPLEX得到满足松弛耦合约束后的可行解，即生成上界解；S6，使用次梯度下降法更新拉格朗日乘子，并更新迭代次数，令；S7，当前迭代次数或者上、下界解相对差距时终止，否则返回S4，直到输出调整后的列车运行图与停站方案；步骤S2中的轨道分配约束为：约束条件（1）确保在同一时刻一条轨道只能被一辆列车占用；约束条件（2）禁止列车占用主线停站；约束条件（3）表示当下行列车占用反向轨道时为0，约束条件（4）表示当上行列车占用反向轨道时为0；约束条件（5）定义了变量为1的情况，当下行列车和上行列车均不使用为反向的停站轨道和进站路线时，变量被设为1： （1）； （2）； （3）； （4）； （5）；其中，为停站轨道，为车站的停站轨道集合，代表列车是否占用停站轨道，为列车集合，为车站集合，为车站的上行侧线集合，为车站的主线集合，为车站的下行侧线集合，代表货运列车是否延迟交付，代表列车是否占用停站轨道；代表列车是否占用停站轨道，代表列车或列车是否使用反向进站路线和轨道，为下行列车集合，为中间站集合，为上行列车集合；步骤S2中的调整时间约束为：约束条件（6）规定调整后列车的到达时间必须晚于计划的到发时间；约束条件（7）规定调整后列车的出发时间必须晚于计划的到发时间；约束条件（8）和约束条件（9）分别规定当列车在车站占用停站轨道时，由于和是固定的，根据和确定和；约束条件（10）和（11）分别规定当列车不占用轨道时，到达和出发时间被设为0，同时根据约束条件（8）和9，和也为0： （6）； 7； 8； 9； 10； 11；其中，表示正数，取1000000，为列车在车站的停站轨道上的到达时间，为列车在车站的停站轨道上的计划到达时间，为列车在车站的停站轨道上的出发时间，为列车在车站的停站轨道上的计划出发时间，为列车在车站占用停站轨道时的进站路线运行时间，列车在车站占用停站轨道时的出站路线运行时间，为列车在车站的停站轨道上的进站时间，为列车在车站的停站轨道上的出站时间；步骤S2中的安全间隔约束为：约束条件（12）、（13）和（14）规定了同一方向的列车之间的安全间隔约束；约束条件（12）表示如果同一方向的列车和同时占用车站的停站轨道，则列车的进站时间与列车的出发时间之间必须有最小的间隔时间；约束条件（13）和（14）分别定义了同一方向的列车之间的进站时间之间和出发时间之间所需的安全间隔时间： 12； 13； 14；约束条件（15）和（16）建立了反向的列车之间的安全间隔约束；且只在时适用，表明下行列车或上行列车反向进站；约束条件（15）确保占用不同股道的两辆反向列车不会在咽喉区域引起冲突；约束条件（16）则规定了列车和占用同一停站轨道的先后次序和安全间隔： （15）； （16）；其中，为同向列车和在车站占用同一停站轨道的顺序，为反向列车和在车站占用同一轨道的顺序，,分别为同向行驶的列车和在车站的进站顺序和出发顺序，为列车在车站活动的安全间隔时间；步骤S2中的区间时间约束为：约束（17）和（18）分别规定列车在上行和下行区间不能越行；约束（19）和（20）分别确保了上行和下行列车在每个区间的最小运行时间；以下行为例，表示了下行列车在区间的实际运行时间，由在车站的进站时间与车站站的出站时间之差求得： 17； 18； 19； 20；其中，代表列车在车站的最小运行时间；步骤S2中的停站约束为：约束（21）要求如果列车计划停站，则调整后列车必须停站；约束（22）规定如果列车在中间站停站，应确保最小停站时间，以便旅客上下车和货物装卸操作： 21； 22； 23；其中，为列车在中间站的最小停留时间；步骤S2中的编组站能力受限约束为：约束（24）判断货物列车的计划到达时间是否晚于干扰结束时刻，如果是则，约束（25）根据判断列车出发是否晚于干扰开始时间，如果是则；约束（26）和约束（27）分别表示或时，列车不受干扰影响；约束（28）表示当受到编组站受限持续时间的影响，表示货物列车受到干扰影响；约束（29）表示编组站能力受限情况下，下行货物列车在到达场的停留时间受到的影响；约束（30）表示上行货物列车到达出发场的时间受到的影响： 24； 25； 26； 27； 28； 29； 30；其中，为干扰开始时间，为干扰结束时间，代表列车是否早于到达，代表列车是否晚于离开，为货运列车集合，为编组站集合，为货运列车在编组站的额外停留时间，为列车是否受到编组站能力受限的影响，为列车在编组站的最小停留时间；步骤S2中的延迟交付约束为：约束（31）规定如果货物列车在目标站的到达时间超过了交付截止时间，则列车受到延迟交付的惩罚： 31；其中，为货运列车是否延迟交付，为目标站集合；步骤S5中的上界解为满足松弛耦合约束，即满足公式（5）约束的目标函数： ；其中，为列车的优先级，为货运列车延迟交付的惩罚。

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