一种基于运行大数据的单线铁路通过能力计算方法及系统与流程

本发明涉及一种铁路通过能力计技术，尤其涉及一种基于运行大数据的单线铁路通过能力计算方法及系统。

背景技术：

1、单线铁路的通过能力计算方法较为常规，这是因为当能力紧张时，其运行图结构相对固定，即典型的双向交替行车，其中某一个方向会让另一方向的列车。计算单线铁路平图能力的关键是基本列车的选择，而准确衡量能力利用率的关键在于除基本列车外其他类型列车的扣除系数。

2、在现有的铁路运输系统中，单线铁路的通过能力受到多种因素的影响，如列车运行速度、信号系统、车站布局、线路条件等。然而，现有的计算方法往往只考虑了部分因素，未能全面评估单线铁路的实际通过能力。此外，现有的计算方法通常基于理论模型和假设，未能充分利用实际运行数据，导致计算结果与实际情况存在较大偏差。因此需要一种基于运行大数据的单线铁路通过能力计算方法及系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是要提供一种基于运行大数据的单线铁路通过能力计算方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、本发明包括如下步骤：

4、a获取铁路的历史运行数据内的变量数据，所述变量数据包括列车数量、列车类型、列车间隔时间、线路状况信息；

5、b对收集的历史运行数据进行处理，将基本列车、非基本列车的扣除系数按照上下行运行时分进行区分，然后将两个方向的能力占用进行加和，所述能力包括站间能力利用率和通过能力；

6、c选择三个区间中周期最大的作为该铺画方式的周期，并选择最优铺画方案对应的周期作为该区间的运行图周期；选择最小运行图的作为最优铺画方案对应的运行图周期；

7、d通过运行图铺画试验来分析其他类型列车产生的扣除系数；

8、e根据所述运行图周期和扣除系数，预测单线铁路的通过能力。

9、进一步地，将所述历史运行数据中开行数量最大的列车种类作为基本列车。

10、进一步地，所述通过运行图铺画试验来分析其他类型列车产生的扣除系数的计算方法，具体包括：

11、a统计非基本列车对限制区间运行图周期的改变，然后求解出扣除系数;对于旅客列车，从上下行两个方向寻找相邻最近的两同向基本列车，判断两基本列车之间是否还有其他种类列车，若无，则将该时段扣除基本列车时间占用后，即为旅客列车占用的时间;

12、b对计算得到的扣除系数设置0.8的下限和2.5的上限。

13、进一步地，所述扣除系数的计算方法包括：

14、1）确定样本量最大的非基本列车的扣除系数，通过对历史数据进行统计非基本列车的参数；

15、2）使用得到的非基本列车的扣除系数，针对非基本列车、基本列车混杂的情况，通过对运行图进行铺画和第一扣除系数计算公式解基本列车的扣除系数；

16、3）然后根据基本列车的扣除系数返回来通过第二扣除系数计算公式再次修正非基本列车的扣除系数；

17、4）重复上述步骤，直至计算结果稳定为止，当连续两次计算结果的差异小于该阈值时，结束循环。

18、进一步地，单线区段的列车开行绝对变化情况，当其变化超出一定范围后，则将该区段从变化处拆分为两个区段，分别计算通过能力包括：

19、逐个区间检算下个区间的列车对数变化是否超50%，超过则自动切割为两个区段分别计算。

20、

21、其中，代表本区间运行开行的旅客列车数，代表下一个区间开行的旅客列车数。

22、代表本区间运行开行的货物列车数，代表下一个区间开行的货物列车数。

23、代表本区间运行开行的摘挂列车数，代表下一个区间开行的摘挂列车数。

24、代表本区间运行开行的快运列车数，代表下一个区间开行的快运列车数。

25、进一步地，处理交汇站和特殊线路的列车开行情况时候， 逐个区间检算下个区间的列车对数变化是否超50%，超过则自动切割为两个区段分别计算，将各车站的车次类型都纳入考虑，开行距离与对应车次权重正相关，将权重最大或者数量最多的作为基本列车。

26、进一步地，非基本列车根据运行方向按时间权重取值，具体计算方法如下：

27、

28、其中t代表非基本列车查找到基本列车的开始时间、结束时间的时长；代表区间的运行图周期；代表基本列车总数；代表当前查找方向对应的限制区间通通运行时分；代表限制区间上行通通运行时分；代表限制区间下行通通运行时分；代表满足查找逻辑，有效样本数最多的非基本列车总数；代表有效样本数最多非基本列车的折算系数；代表当前要求折算系数的非基本列车总数。

29、进一步地，所述站间能力利用率的计算公式为

30、

31、其中，n为本向基本列车统计数，为对向基本列车统计数，m为非基本列车统计数；t为本向基本列车通通时分，为对向基本列车通通时分；n为平图能力对数d为计算数据天数。

32、进一步地，所述第一扣除系数的计算公式为：

33、

34、t为运行图周期；为非基本列车查找到基本列车的开始时间、结束时间的时长；n为本向基本列车统计数，为当前计算非基本列车统计数；m为对向基本列车统计数，为当前计算非基本列车统计数；t1为本向基本列车通通时分，t2为对向基本列车通通时分，本向、对向基本列车通通时分之和；

35、进一步地，所述第二扣除系数的计算公式为：

36、

37、其中，t为运行图周期；为非基本列车查找到基本列车的开始时间、结束时间的时长；n为本向基本列车统计数，为当前计算非基本列车统计数；m为对向基本列车统计数，为当前计算非基本列车统计数；f为本向最多非基本列车统计数，为对向最多非基本列车统计数；fk为最多非基本列车扣除系数；t1为本向基本列车通通时分，t2为对向基本列车通通时分，为本向、对向基本列车通通时分之和。

38、第二方面，本技术实施例还提供一种基于运行大数据的单线铁路通过能力计算系统，所述系统包括：

39、获取模块，获取铁路的历史运行数据内的变量数据，所述变量数据包括列车数量、列车类型、列车间隔时间和线路状况信息；

40、处理模块，对收集的历史运行数据进行处理，将基本列车、非基本列车的扣除系数按照上下行运行时分进行区分，然后将两个方向的能力占用进行加和，所述能力包括站间能力利用率和列车对数变化率；

41、计算模块，选择三个区间中周期最大的作为该铺画方式的周期，并选择最优铺画方案对应的周期作为该区间的运行图周期；选择最小运行图的作为最优铺画方案对应的运行图周期；通过运行图铺画试验来分析其他类型列车产生的扣除系数；

42、预测模块，根据所述运行图周期和扣除系数，预测单线铁路的通过能力。

43、第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：

44、处理器；以及

45、被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行第一方面所述的方法步骤。

46、第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述的方法步骤。

47、本发明的有益效果是：

48、本发明利用实时数据对通过能力进行实时评估，能够及时反映铁路运输系统的状态，可以全面、动态地评估单线铁路的通过能力，并提供针对性的优化建议，对提高铁路运输效率具有重要意义。