本發(fā)明涉及調(diào)度控制，尤其涉及智能鐵路車輛調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、調(diào)度控制技術(shù)領(lǐng)域包含鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中對車輛運(yùn)行計(jì)劃、軌道選擇及資源配置等方面的組織與管理工作，核心內(nèi)容在于通過對列車運(yùn)行狀態(tài)、鐵路線路資源及調(diào)度規(guī)則的綜合分析，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行秩序的有序安排與沖突規(guī)避，覆蓋人工調(diào)度和自動化系統(tǒng)兩類，涵蓋時刻表編制、列車軌道規(guī)劃、資源使用優(yōu)化等多個方面，目的是提高鐵路運(yùn)輸?shù)慕M織效率和運(yùn)行可靠性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，調(diào)度控制系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)信息采集自動化、運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時共享及指令執(zhí)行系統(tǒng)化等功能，使其在城市軌道交通、高速鐵路和編組站等場景中具有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)。

2、其中，智能鐵路車輛調(diào)度系統(tǒng)是指一種基于列車運(yùn)行時序安排、軌道資源實(shí)時狀態(tài)及車站接發(fā)能力數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化處理與調(diào)配的系統(tǒng)，主要針對鐵路車輛運(yùn)行軌道優(yōu)選、時刻計(jì)劃調(diào)整、進(jìn)路沖突識別及避讓排序等技術(shù)事項(xiàng)，通過對實(shí)時采集的鐵路列車定位信息、線路占用情況和車站調(diào)車信息進(jìn)行數(shù)字邏輯判斷和優(yōu)先級排序，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的調(diào)度規(guī)則與計(jì)劃圖數(shù)據(jù)，采用控制邏輯電路結(jié)構(gòu)完成鐵路列車運(yùn)行命令的生成與下達(dá)，保證運(yùn)行指令可實(shí)時更新與調(diào)度中心指令協(xié)調(diào)一致。

3、現(xiàn)有鐵路車輛調(diào)度規(guī)劃中，路徑識別局限于靜態(tài)圖譜或規(guī)則匹配，未能有效應(yīng)對運(yùn)行環(huán)境中軌道交叉、路徑?jīng)_突等高頻狀態(tài)；在路徑?jīng)_突判定中，多采用固定優(yōu)先規(guī)則或經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，未對調(diào)度風(fēng)險進(jìn)行量化處理，難以進(jìn)行路徑優(yōu)選排序，導(dǎo)致沖突避讓機(jī)制作用有限；對軌道通行資源的識別方式未涵蓋實(shí)時通過能力與路徑連續(xù)空閑狀態(tài)的聯(lián)動分析，調(diào)度路徑資源選擇常依賴預(yù)設(shè)權(quán)重或靜態(tài)匹配規(guī)則，忽略了交通高峰下的路徑瓶頸因素，造成調(diào)度排布與實(shí)際通行狀態(tài)不符；路徑規(guī)劃與執(zhí)行信息存在分離，路徑調(diào)整未能同步傳達(dá)至執(zhí)行層，調(diào)度指令滯后或缺乏協(xié)調(diào)控制，難以形成數(shù)據(jù)閉環(huán)控制。例如，軌道區(qū)段狀態(tài)變化未實(shí)時反饋至調(diào)度計(jì)劃，列車運(yùn)行偏差時無法即時調(diào)整運(yùn)行路徑，易引發(fā)調(diào)度沖突或資源擁塞，調(diào)度執(zhí)行精度與效率顯著下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的智能鐵路車輛調(diào)度系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：智能鐵路車輛調(diào)度系統(tǒng)包括：

3、軌道狀態(tài)識別模塊獲取列車當(dāng)前位置節(jié)點(diǎn)編號及前向軌道段編號，檢測軌道區(qū)段占用狀態(tài)，并=進(jìn)行節(jié)點(diǎn)交叉判斷，判定是否為交匯軌道段，統(tǒng)一生成交匯占用軌道段集；

4、沖突軌道標(biāo)定模塊根據(jù)所述交匯占用軌道段集，確定各軌道段對應(yīng)的進(jìn)路優(yōu)先級，提取優(yōu)先級值低于當(dāng)前軌道段優(yōu)先級的軌道段編號，標(biāo)記為沖突風(fēng)險狀態(tài)，生成調(diào)度沖突軌道段組；

5、軌道段通行提取模塊基于所述調(diào)度沖突軌道段組中每一個軌道段前方連續(xù)軌道段編號，統(tǒng)計(jì)各軌道段在單位時間內(nèi)的通過列車數(shù)量，提取軌道段通過數(shù)量最小值的軌道段編號組，篩選具備通行條件的軌道段序列，獲取可通行軌道段組合；

6、引導(dǎo)軌道生成模塊根據(jù)所述可通行軌道段組合與車站當(dāng)前列車調(diào)度計(jì)劃中的計(jì)劃進(jìn)路編號進(jìn)行差異比對，若存在軌道段不一致，則規(guī)劃新的運(yùn)行軌道段編號序列，將序列首節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前引導(dǎo)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，后續(xù)節(jié)點(diǎn)作為軌道計(jì)劃擴(kuò)展段，生成調(diào)度引導(dǎo)軌道節(jié)點(diǎn)集。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述交匯占用軌道段集包括交匯點(diǎn)標(biāo)識、軌道段編號映射、交叉區(qū)域類型，所述調(diào)度沖突軌道段組包括優(yōu)先級差異標(biāo)記、沖突風(fēng)險等級、沖突路徑分類，所述可通行軌道段組合包括軌道連續(xù)性結(jié)構(gòu)、通行能力參數(shù)、空閑狀態(tài)標(biāo)識，所述調(diào)度引導(dǎo)軌道節(jié)點(diǎn)集包括引導(dǎo)起始節(jié)點(diǎn)、路徑規(guī)劃序列、計(jì)劃路徑差異標(biāo)記。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述狀態(tài)識別模塊包括：

9、軌道編號提取子模塊獲取列車當(dāng)前位置節(jié)點(diǎn)編號及依序編號的前向軌道段編號，以列車當(dāng)前位置節(jié)點(diǎn)編號為起點(diǎn)，結(jié)合車站軌道序列列表，依序檢索并記錄所有前向軌道段編號，通過順序匹配與列車路徑表中的節(jié)點(diǎn)編號列表進(jìn)行對應(yīng)編碼，生成前向軌道段編號集；

10、占用狀態(tài)檢測子模塊基于所述前向軌道段編號集，調(diào)用各軌道段所關(guān)聯(lián)的軌道區(qū)段狀態(tài)，檢測區(qū)段占用標(biāo)識，識別各編號軌道段當(dāng)前所處狀態(tài)，在狀態(tài)為占用或空閑之間進(jìn)行區(qū)分，生成軌道段占用狀態(tài)記錄；

11、交匯節(jié)點(diǎn)判斷子模塊根據(jù)所述軌道段占用狀態(tài)記錄，提取狀態(tài)為占用的軌道段編號，綜合各編號軌道段所關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)交叉結(jié)構(gòu)信息，依次對相鄰軌道段間是否存在交匯關(guān)系進(jìn)行布爾判斷，篩選判斷結(jié)果為是的軌道段編號并記錄編號序列，獲取交匯占用軌道段集。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述沖突軌道標(biāo)定模塊包括：

13、優(yōu)先級提取子模塊獲取所述交匯占用軌道段集，結(jié)合列車等級信息、列車計(jì)劃時刻表偏差與運(yùn)輸任務(wù)緊急程度，依次對每一軌道段所屬列車進(jìn)行數(shù)據(jù)歸并，計(jì)算對應(yīng)軌道段的優(yōu)先級，得到軌道段優(yōu)先級集合；

14、風(fēng)險標(biāo)記子模塊根據(jù)所述軌道段優(yōu)先級集合，提取列車當(dāng)前位置對應(yīng)軌道段編號與優(yōu)先級值，與其他編號對應(yīng)優(yōu)先級值進(jìn)行差異比較，篩選優(yōu)先級值小于當(dāng)前軌道段優(yōu)先級的軌道段編號，并標(biāo)記為沖突狀態(tài)，生成沖突狀態(tài)軌道段編號數(shù)據(jù)；

15、沖突匯總子模塊基于所述沖突狀態(tài)軌道段編號數(shù)據(jù)，對已標(biāo)記軌道段編號按照軌道段編號順序進(jìn)行組合歸類，將所有存在沖突狀態(tài)的軌道段編號依序排列形成結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)組，輸出調(diào)度沖突軌道段組。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述軌道段的優(yōu)先級，采用公式：

17、；

18、進(jìn)行計(jì)算，其中，代表編號為的軌道段優(yōu)先級，代表當(dāng)前列車在軌道段上運(yùn)行對應(yīng)的列車等級參數(shù)值，代表軌道段對應(yīng)第類優(yōu)先信息項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)化值，為不同優(yōu)先項(xiàng)影響因子系數(shù)，為當(dāng)前列車在軌道段上計(jì)劃時刻與實(shí)際時刻的浮動偏差值，為軌道段上列車的運(yùn)輸任務(wù)緊急等級。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述軌道段通行提取模塊包括：

20、軌道編號拓展子模塊獲取所述調(diào)度沖突軌道段組中每一個軌道段編號，依次檢索每個編號對應(yīng)路徑中的前方連續(xù)軌道段編號，根據(jù)當(dāng)前位置向前索引形成相鄰編號集合，建立前向軌道段編號序列；

21、通行量統(tǒng)計(jì)子模塊基于所述前向軌道段編號序列，提取單位時間內(nèi)各軌道段的列車通行記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每條軌道段編號對應(yīng)的列車通行數(shù)量，對比所有編號的通行數(shù)量后提取最小值對應(yīng)的編號，獲取最小通行數(shù)量軌道段記錄；

22、可通行篩選子模塊根據(jù)所述最小通行數(shù)量軌道段記錄，結(jié)合每個軌道段編號對應(yīng)區(qū)段的占用狀態(tài)，判斷所有連續(xù)軌道段是否在占用狀態(tài)項(xiàng)下標(biāo)記為否，篩選具備通行條件的軌道段序列，獲取可通行軌道段組合。

23、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述引導(dǎo)軌道生成模塊包括：

24、進(jìn)路差異比對子模塊獲取所述可通行軌道段組合與當(dāng)前列車調(diào)度計(jì)劃中各列車的計(jì)劃進(jìn)路編號，依次匹配每條計(jì)劃進(jìn)路編號中包括的軌道段編號與對應(yīng)列車當(dāng)前路徑軌道段編號，計(jì)算軌道段編號差值，識別是否存在編號不一致項(xiàng)，對不一致項(xiàng)進(jìn)行位置標(biāo)識，獲取軌道段不一致位置序列；

25、路徑重構(gòu)子模塊根據(jù)所述軌道段不一致位置序列，提取當(dāng)前列車的可通行路徑段編號列表，重新排序連續(xù)軌道段編號序列，獲取軌道段重構(gòu)編號序列；

26、引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)提取子模塊基于所述軌道段重構(gòu)編號序列，提取編號序列中第一個節(jié)點(diǎn)作為引導(dǎo)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，將編號序列中其余各節(jié)點(diǎn)按原順序排列為擴(kuò)展軌道計(jì)劃部分，獲取調(diào)度引導(dǎo)軌道節(jié)點(diǎn)集。

27、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述軌道段編號差值，采用公式：

28、；

29、進(jìn)行計(jì)算，其中，代表第輛列車在第條計(jì)劃路徑下的軌道段編號差值，代表第條路徑中軌道段的總數(shù)量，代表第條列車計(jì)劃路徑中第個軌道段編號，代表第條列車當(dāng)前路徑中與第個軌道段對應(yīng)位置上的軌道段編號，代表第條路徑中第個軌道段的匹配重要性加權(quán)系數(shù)。

30、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述系統(tǒng)還包括：

31、調(diào)度執(zhí)行回寫模塊根據(jù)所述調(diào)度引導(dǎo)軌道節(jié)點(diǎn)集，對調(diào)度計(jì)劃字段進(jìn)行覆蓋操作，將更新后的軌道節(jié)點(diǎn)組寫入列車調(diào)度表，并重新觸發(fā)軌道段占用狀態(tài)檢測，形成軌道占用控制閉環(huán)，生成鐵路列車控制調(diào)度結(jié)果；

32、所述鐵路列車控制調(diào)度結(jié)果包括軌道占用閉環(huán)狀態(tài)、列車調(diào)度表更新結(jié)果、調(diào)度控制反饋信息。

33、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述調(diào)度執(zhí)行回寫模塊包括：

34、字段覆蓋更新子模塊獲取所述調(diào)度引導(dǎo)軌道節(jié)點(diǎn)集，結(jié)合調(diào)度計(jì)劃字段表，對字段表中當(dāng)前列車對應(yīng)的運(yùn)行線節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行定位，將原有軌道節(jié)點(diǎn)組替換為引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)組，進(jìn)行字段結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)覆蓋，生成軌道節(jié)點(diǎn)更新字段集；

35、狀態(tài)檢測觸發(fā)子模塊根據(jù)所述軌道節(jié)點(diǎn)更新字段集，提取每組更新軌道段的編號序列，重新進(jìn)行軌道段狀態(tài)識別，依次檢測更新后軌道段的占用狀態(tài)，獲取軌道段占用狀態(tài)反饋記錄；

36、控制結(jié)果生成子模塊基于所述軌道段占用狀態(tài)反饋記錄，對每條軌道段編號與占用狀態(tài)值進(jìn)行排序組合，將軌道段編號及狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一封裝后寫入調(diào)度控制指令表，獲取鐵路列車控制調(diào)度結(jié)果。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

38、本發(fā)明中，通過對列車運(yùn)行節(jié)點(diǎn)與前向軌道段狀態(tài)的聯(lián)動識別，結(jié)合軌道交叉邏輯判斷，構(gòu)建動態(tài)交匯區(qū)域集合，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行軌道中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的精準(zhǔn)識別，強(qiáng)化軌道沖突預(yù)警機(jī)制；基于多因素優(yōu)先權(quán)值比較進(jìn)行軌道沖突風(fēng)險篩查，構(gòu)建可量化沖突識別模型，提升軌道判定的分辨能力與排序精準(zhǔn)度；采用軌道段通過數(shù)量最小值作為通行資源篩選標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合占用狀態(tài)判斷邏輯，動態(tài)構(gòu)建最小阻力軌道集群，實(shí)現(xiàn)軌道資源最優(yōu)化匹配；基于軌道差異映射結(jié)果執(zhí)行軌道段重構(gòu)操作，動態(tài)重組列車運(yùn)行節(jié)點(diǎn)序列，打通軌道規(guī)劃與實(shí)際狀態(tài)之間的銜接通道，強(qiáng)化軌道規(guī)劃的實(shí)時適配能力；通過結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)字段的覆蓋寫入操作，建立狀態(tài)變化與調(diào)度數(shù)據(jù)聯(lián)動的執(zhí)行鏈條，形成狀態(tài)感知與調(diào)度策略聯(lián)動閉環(huán)，通過邏輯節(jié)點(diǎn)識別、軌道風(fēng)險量化、通行能力篩選、軌道差異修正及計(jì)劃指令聯(lián)動等多項(xiàng)處理，提升調(diào)度策略生成的實(shí)時響應(yīng)精度、軌道資源分配的合理性。