专利名称：一种实现自动编制磁浮列车运行图的方法
技术领域：
本发明涉及一种列车运行图的编制方法，尤其涉及一种能实现自动编制磁浮列车运行图的方法，属于计算机辅助设计领域。
背景技术：
列车运行图是运用坐标原理来表示列车运行时刻的一种图解方式，列车运行图的横坐标表示时间，纵坐标表示距离，并用水平线代表各个车站的中心线位置；在运行图上用右上斜线代表上行列车，用右下斜线代表下行列车，列车运行线与水平线的交点就是列车在每个车站到站、离站或通过的时间。目前，基于普通轮轨交通运输方式(如铁路、地铁)的运行图的计算机自动编制研究起步较早，并已经建立了较为完善的编制理论和方法，但对磁浮列车的运行图自动编制的研究还很少。与轮轨交通运输方式，尤其是地铁相比，磁浮列车的牵引系统和运行控制系统存在显著差异。受运行控制系统的影响，磁浮列车的车站间隔时间复杂；磁浮列车的运输组织需要考虑“分区”的影响因素等等，因此在运行图自动编制方法和显示内容上，磁浮列车运行图的编制有其自身的复杂性，并且与轮轨交通运输存在较大区别。综上所述，借鉴普通轮轨列车运行图编制方法，根据磁浮列车运行控制系统特点， 通过计算机自动编制出磁浮列车运行图具有重要的理论研究和实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现自动编制磁浮列车运行图的方法，能快速自动的生成无冲突的、具有优化运行能力的、且近似最大运行能力的磁浮列车运行图。为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其具体包含以下步骤
步骤1、配置编制磁浮列车运行图所需的数据信息；
步骤1. 1、由运行图编制基础数据模块配置编制磁浮列车运行图所需的基础数据； 步骤1. 2、由运行图编制参数模块配置编制磁浮列车运行图所需的参数数据； 步骤2、编制磁浮列车运行步骤2. 1、由线路拓扑图生成模块根据步骤1. 1中所述的基础数据生成线路拓扑图，确定磁浮列车运行路线；
步骤2. 2、由发车间隔调整模块根据步骤1. 1中所述的基础数据和1. 2中所述的参数数据，设置发车间隔时间以及相邻磁浮列车在初始车站的出发时间；
步骤2. 3、由中间站到达和发车时间调整模块根据步骤1. 1、步骤1. 2和步骤2. 2，计算得到相邻两列磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间；
步骤2. 4、由运行图铺化模块根据步骤2. 1得到的磁浮列车运行路线，步骤2. 2得到的初始车站的出发时间，以及步骤2. 3得到的各中间车站和分区的到达时间和发车时间，对上行和下行的磁浮列车运行线同时铺化运行图；步骤2. 5、在运行图的铺化过程中，由运行图检验模块按照时间轴的滚动，在每个车站及分区节点处，对相邻磁浮列车的运行状态进行检验，直至完成磁浮列车运行图的编制； 步骤3、显示磁浮列车运行图。进一步，步骤1. 1中，所述的基础数据包含线路坐标数据；车站数据，即线路车站名称、车站坐标、磁浮列车在各中间车站的停站时间；分区数据，即分区代码、分区坐标、磁浮列车在分区的运行时间；股道及道岔数据，即股道坐标、股道连接信息、道岔相关信息。所述的步骤1. 2中，具体包含以下子步骤
步骤1. 2. 1、由运行图编制参数模块配置以下参数数据线路要求的磁浮列车运营起始时间和结束时间；系统要求的最大运用车底数；系统要求的最小发车间隔时间；磁浮列车运行图的类型；折返车站数据，即折返车站名称、折返时间和折返方式；磁浮列车在各车站的车站间隔时间，即指两列磁浮列车在车站作业需要的间隔时间；磁浮列车在初始车站的出发时间；
步骤1. 2. 2、由运行图编制参数模块根据上述步骤1. 2. 1中的折返车站数据，配置确定一天内各个时间段的运用车底数；
步骤1. 2. 3、由运行图编制参数模块根据上述步骤1. 2. 2中配置得到的各个时间段范围以及运用车底数，配置得到一天内各个时间段的理想发车间隔时间。所述的步骤2. 2中，具体地，该发车间隔调整模块根据磁浮列车在初始车站的出发时间以及最大分区运行时间，确定并设置发车间隔时间以及相邻磁浮列车在初始车站的出发时间。所述的步骤2. 3中，具体地，该中间站到达和发车时间调整模块根据相邻两列磁浮列车在初始车站的发车时间，以及在各分区的运行时间、在各中间车站的停站时间、和在各车站的车站间隔时间，计算得到相邻两列磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间。所述的步骤2. 5中，具体地，如果经过检验没有发现磁浮列车的运行会发生冲突的情况，则跳转至步骤2. 4，由运行图铺化模块继续铺化运行如果检验发现在当前车站或分区节点处发现磁浮列车的运行将会发生冲突，则循环再执行步骤2. 1-步骤2. 5 由线路拓扑图生成模块根据线路拓扑图和冲突的情况重新调整和修改磁浮列车运行路线；由发车间隔时间调整模块根据冲突的情况以及当前时间段内的理想发车间隔时间，相应调整实际发车间隔时间，即调整后一辆磁浮列车在初始车站的发车时间；随后再进一步由中间站到达和发车时间调整模块相应调整后一辆磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间；并由运行图铺化模块重新铺化运行图；最后再次由运行图检验模块检验；直至完成磁浮列车的运行图自动编制。所述的步骤3中，具体包含以下子步骤
步骤3. 1、由线路拓扑图显示模块显示生成的磁浮列车线路拓扑图； 步骤3. 2、由运行图显示模块显示编制完成的磁浮列车运行图； 步骤3. 3、由时刻表显示模块显示磁浮列车的运行时刻表。在上述利用本发明所提供的方法编制磁浮列车运行图的过程中，保证在每一个有冲突的车站或分区节点处都能及时得到处理，确保根据时间轴已经铺化完毕的运行图都是正确的，并且使之后即将继续铺化的运行图可以参考之前调整好的策略继续铺化。
本发明所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，基于磁浮列车运行控制的特点，考虑了编制过程中的多个因素，尤其是磁浮系统本身特点对运输组织方式的影响，在运行图上引进了磁浮系统特有的分区概念，并提出了磁浮系统的车站间隔时间，从而能快速自动的生成无冲突的、具有优化运行能力的、且近似最大运行能力的磁浮列车运行图。本发明所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，与现有技术相比，完全不同于普通轮轨列车的运行图编制方法，不仅能体现磁浮列车在各个车站的运行情况同时还能体现磁浮列车在各个分区的运行情况，充分反映磁浮列车控制方式对运输组织的影响；由本发明方法自动编制得到磁浮列车运行图是等间隔的，具有非常好的间隔均衡性。
图1为本发明中自动编制磁浮列车运行图方法的流程图。图2为本发明中用于实现自动编制磁浮列车运行图方法的编制装置的结构框图。图3为图2中的运行图编制模块的结构框图。
具体实施例方式以下结合图1 图3，详细说明本发明的一个优选的实施例。如图1所示，为本发明自动编制磁浮列车运行图方法的流程图，该方法是利用图2 所示的编制装置实现的，以下详细说明本发明方法的实现步骤。步骤1、配置编制磁浮列车运行图所需的数据信息。步骤1. 1、由运行图编制基础数据模块11配置编制磁浮列车运行图所需的基础数据，具体包括线路坐标数据；车站数据，即线路车站名称、车站坐标、磁浮列车在各中间车站的停站时间；分区数据，即分区代码、分区坐标、磁浮列车在分区的运行时间；股道及道岔数据，即股道坐标、股道连接信息、道岔相关信息等。步骤1. 2、由运行图编制参数模块12配置编制磁浮列车运行图所需的参数数据， 具体包括
步骤1. 2. 1、首先由运行图编制参数模块12配置以下参数数据线路要求的磁浮列车运营起始时间和结束时间；系统要求的最大运用车底数；系统要求的最小发车间隔时间； 磁浮列车运行图的类型；折返车站数据，即折返车站名称、折返时间和折返方式；磁浮列车在各车站的车站间隔时间，即指两列磁浮列车在车站作业需要的间隔时间；磁浮列车在初始车站的出发时间。步骤1. 2. 2、由运行图编制参数模块12根据上述步骤1. 2. 1中的折返车站数据，配置确定一天内各个时间段的运用车底数。由于所述的磁浮列车折返方式包括站前折返和站后折返两种方式。相对应的处理方式为，如果折返运行的磁浮列车能够赶上相邻下一班出发列车的发车时间，那么该磁浮列车立即折返承担下一班运行任务。而如果折返运行的磁浮列车无法赶上相邻下一班出发列车的发车时间，不能承担下一班运行任务，则进一步检查确认该车站发车轨道上是否还有其他磁浮列车在等待发车。若有，则折返列车延迟折返，让出运行分区给车站发车。若无列车在发车轨道上等待发车，则在其发车轨道新增一列磁浮列车，并且折返列车延迟折返， 让出运行分区以给车站发车。因此，可以根据磁浮列车的折返车站，折返时间和对应的折返方式，由运行图编制参数模块12进一步配置确定一天内各个时间段的运用车底数。步骤1. 2. 3、由运行图编制参数模块12根据上述步骤1. 2. 2中配置得到的各个时间段范围以及运用车底数，配置得到一天内各个时间段的理想发车间隔时间。步骤2、编制磁浮列车运行图。步骤2. 1、由线路拓扑图生成模块21根据步骤1. 1中所述的基础数据生成线路拓扑图，确定磁浮列车运行路线。由于线路拓扑图生成模块21与所述的运行图编制基础数据模块11连接，其可接受由运行图编制基础数据模块11所配置的基础数据，先根据该些基础数据构建生成线路拓扑图，再根据所述的线路拓扑图确定需要编制运行图的磁浮列车运行路线。如图3所示，所述的运行图编制模块22包含依次连接的发车间隔时间调整模块 221、中间站到达和发车时间调整模块222、运行图铺化模块223以及运行图检验模块224 ； 其中，所述的运行图检验模块2M还分别反馈连接发车间隔时间调整模块221、运行图铺化模块223以及线路拓扑图生成模块21。该发车间隔时间调整模块221分别与运行图编制基础数据模块11、运行图编制参数模块12相连接，接受配置编制磁浮列车运行图所需的基础数据和参数数据。而所述的运行图铺化模块223与线路拓扑图生成模块21连接，接受配置编制磁浮列车运行图所需的运行路线。步骤2. 2、由发车间隔调整模块221设置发车间隔时间以及相邻磁浮列车在初始车站的出发时间。具体地，该发车间隔调整模块221根据磁浮列车在初始车站的出发时间以及最大分区运行时间，初步确定并设置发车间隔时间以及相邻磁浮列车在初始车站的出发时间。由于考虑到磁浮线路以分区为单位划分， 一个分区同一时间只允许一辆磁浮列车运行，因此所述的发车间隔时间T=
maxtit^+^},其中，表示磁浮列车在第i个分区的运行时间表示磁浮列车在到
达或进入第i个车站或分区的辅助时间，包括前一辆磁浮列车释放进路、释放分区的时间与后一辆磁浮列车准备进路、安全制动等的时间等。步骤2. 3、由中间站到达和发车时间调整模块222计算得到相邻两列磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间。所述的中间站到达和发车时间调整模块222根据相邻两列磁浮列车在初始车站的发车时间(步骤2. 2)，以及在各分区的运行时间(步骤1. 1)、在各中间车站的停站时间 (步骤1. 1)、和在各车站的车站间隔时间(步骤1. 2)，计算得到相邻两列磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间。步骤2. 4、由运行图铺化模块223根据步骤2. 1得到的磁浮列车运行路线，步骤 2. 2得到的初始车站的出发时间，以及步骤2. 3得到的各中间车站和分区的到达时间和发车时间，对上行和下行的磁浮列车运行线同时铺化运行图。步骤2. 5、在运行图的铺化过程中，由运行图检验模块2M按照时间轴的滚动，在每个车站及分区节点处，对相邻磁浮列车的运行状态进行检验。如果经过检验没有发现磁浮列车的运行会发生冲突的情况，则跳转至步骤2. 4，由运行图铺化模块223铺化运行图。如果检验发现在当前车站或分区节点处发现磁浮列车的运行将会发生冲突，则循环再执行步骤2. 1-步骤2. 5 由线路拓扑图生成模块21根据线路拓扑图和冲突的情况重新调整和修改磁浮列车运行路线；由发车间隔时间调整模块221根据冲突的情况以及当前时间段内的理想发车间隔时间，相应调整实际发车间隔时间，即调整后一辆磁浮列车在初始车站的发车时间；随后再进一步由中间站到达和发车时间调整模块222相应调整后一辆磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间；并由运行图铺化模块223重新铺化运行图；最后再次由运行图检验模块2M检验。如此经过“铺化-检验-调整-再铺化-再检验”的循环步骤，通过不断调整，完成磁浮列车由开始运营至结束运营的运行图自动编制。步骤3、显示磁浮列车运行图。步骤3. 1、由线路拓扑图显示模块31显示生成的磁浮列车线路拓扑图。该线路拓扑图中按一定比例刻画了线路结构，包括车站、分区、股道及道岔的相对信息。步骤3. 2、由运行图显示模块32显示编制完成的磁浮列车运行图。该运行图使用横轴表示时间，纵轴表示车站和分区位置的方式。由于磁浮列车的运行线路以分区为单位进行控制，磁浮列车的运行除了体现出其在各个车站的状态外，还要体现其在各个分区的运行状态。因此，磁浮列车运行图与铁路或地铁列车运行图的区别在于，磁浮列车运行图中同时会显示出车站和分区的信息。步骤3. 3、由时刻表显示模块33显示磁浮列车的运行时刻表。在上述利用本发明所提供的方法编制磁浮列车运行图的过程中，保证在每一个有冲突的车站或分区节点处都能及时得到处理，确保根据时间轴已经铺化完毕的运行图都是正确的，并且使之后即将继续铺化的运行图可以参考之前调整好的策略继续铺化。本发明所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，基于磁浮列车运行控制的特点，考虑了编制过程中的多个因素，尤其是磁浮系统本身特点对运输组织方式的影响，在运行图上引进了磁浮系统特有的分区概念，并提出了磁浮系统的车站间隔时间，从而能快速自动的生成无冲突的、具有优化运行能力的、且近似最大运行能力的磁浮列车运行图。本发明所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，与现有技术相比，完全不同于普通轮轨列车的运行图编制方法，不仅能体现磁浮列车在各个车站的运行情况，同时还能体现磁浮列车在各个分区的运行情况，充分反映磁浮列车控制方式对运输组织的影响； 由本发明方法自动编制得到磁浮列车运行图是等间隔的，具有非常好的间隔均衡性。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，具体包含以下步骤 步骤1、配置编制磁浮列车运行图所需的数据信息；步骤1. 1、由运行图编制基础数据模块(11)配置编制磁浮列车运行图所需的基础数据；步骤1. 2、由运行图编制参数模块(12)配置编制磁浮列车运行图所需的参数数据； 步骤2、编制磁浮列车运行图；步骤2. 1、由线路拓扑图生成模块(21)根据步骤1. 1中所述的基础数据生成线路拓扑图，确定磁浮列车运行路线；步骤2. 2、由发车间隔调整模块(221)根据步骤1. 1中所述的基础数据和1. 2中所述的参数数据，设置发车间隔时间以及相邻磁浮列车在初始车站的出发时间；步骤2. 3、由中间站到达和发车时间调整模块(222)根据步骤1. 1、步骤1. 2和步骤 2. 2，计算得到相邻两列磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间；步骤2. 4、由运行图铺化模块(223)根据步骤2. 1得到的磁浮列车运行路线，步骤2. 2 得到的初始车站的出发时间，以及步骤2. 3得到的各中间车站和分区的到达时间和发车时间，对上行和下行的磁浮列车运行线同时铺化运行图；步骤2. 5、在运行图的铺化过程中，由运行图检验模块(224)按照时间轴的滚动，在每个车站及分区节点处，对相邻磁浮列车的运行状态进行检验，直至完成磁浮列车运行图的编制；步骤3、显示磁浮列车运行图。
2.如权利要求1所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，步骤1.1 中，所述的基础数据包含线路坐标数据；车站数据，即线路车站名称、车站坐标、磁浮列车在各中间车站的停站时间；分区数据，即分区代码、分区坐标、磁浮列车在分区的运行时间； 股道及道岔数据，即股道坐标、股道连接信息、道岔相关信息。
3.如权利要求2所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，所述的步骤1. 2中，具体包含以下子步骤步骤1. 2. 1、由运行图编制参数模块(12)配置以下参数数据线路要求的磁浮列车运营起始时间和结束时间；最大运用车底数；最小发车间隔时间；磁浮列车运行图的类型；折返车站数据，即折返车站名称、折返时间和折返方式；磁浮列车在各车站的车站间隔时间， 即指两列磁浮列车在车站作业需要的间隔时间；磁浮列车在初始车站的出发时间；步骤1. 2. 2、由运行图编制参数模块(12)根据上述步骤1. 2. 1中的折返车站数据，配置确定一天内各个时间段的运用车底数；步骤1. 2. 3、由运行图编制参数模块(12)根据上述步骤1. 2. 2中配置得到的各个时间段范围以及运用车底数，配置得到一天内各个时间段的理想发车间隔时间。
4.如权利要求3所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，所述的步骤2. 2中，具体地，该发车间隔调整模块(221)根据磁浮列车在初始车站的出发时间以及最大分区运行时间，确定并设置发车间隔时间以及相邻磁浮列车在初始车站的出发时间。
5.如权利要求4所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，所述的步骤2. 3中，具体地，该中间站到达和发车时间调整模块(222)根据相邻两列磁浮列车在初始车站的发车时间，以及在各分区的运行时间、在各中间车站的停站时间、和在各车站的车站间隔时间，计算得到相邻两列磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间。
6.如权利要求5所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，所述的步骤2. 5中，如果经过检验没有发现磁浮列车的运行会发生冲突的情况，则跳转至步骤2. 4，由运行图铺化模块(223)继续铺化运行图；如果检验发现在当前车站或分区节点处发现磁浮列车的运行将会发生冲突，则循环再执行步骤2. 1-步骤2. 5 由线路拓扑图生成模块(21)根据线路拓扑图和冲突的情况重新调整和修改磁浮列车运行路线；由发车间隔时间调整模块(221)根据冲突的情况以及当前时间段内的理想发车间隔时间，相应调整实际发车间隔时间，即调整后一辆磁浮列车在初始车站的发车时间；由中间站到达和发车时间调整模块(222 )相应调整后一辆磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间；由运行图铺化模块(223)重新铺化运行图；由运行图检验模块(2M)检验；直至完成磁浮列车的运行图自动编制。
7.如权利要求6所述的实现自动编制磁浮列车运行图的方法，其特征在于，所述的步骤3中，具体包含以下子步骤步骤3. 1、由线路拓扑图显示模块(31)显示生成的磁浮列车线路拓扑图； 步骤3. 2、由运行图显示模块(32)显示编制完成的磁浮列车运行图； 步骤3. 3、由时刻表显示模块(33)显示磁浮列车的运行时刻表。
全文摘要
本发明公开了一种实现自动编制磁浮列车运行图的方法，包含以下步骤配置编制磁浮列车运行图所需的基础数据和参数数据；生成线路拓扑图以确定磁浮列车的运行线路，确定发车间隔时间，计算出磁浮列车在各中间车站和分区的到达时间和发车时间；随后按照铺化运行图，检验冲突，调整运行线路、发车间隔时间和在各中间车站和分区的到达时间和发车时间，再重新铺化运行图，再检验冲突的循环步骤完成运行图编制，且确保根据时间轴铺化完毕的运行图的正确性。本发明所提供的方法，能快速自动的生成无冲突的、具有优化运行能力的、且近似最大运行能力的磁浮列车运行图。
文档编号G06Q10/00GK102194162SQ20111007315
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者崔卫麒, 张其亮, 杜磊, 陆诚君, 陈峙, 黄文峰 申请人:上海磁浮交通发展有限公司, 上海磁浮交通工程技术研究中心