基于Petri网的多制式轨道交通综合控制模型及方法与流程

本发明涉及轨道交通综合调度，特别是涉及基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型及方法。

背景技术：

1、随着社会的不断发展，轨道交通行业百花齐放，不仅有传统意义的高铁、城际和市域等城市间轨道交通，也有地铁、轻轨和有轨电车等城市内轨道交通。乘客出行时很可能会乘坐多种制式的轨道交通，车站是多种轨道交通交汇的地点。乘客在车站可以进行换乘，甚至同台换乘。铁路综合交通智能出行服务质量的提升，首先要保证列车运行的安全性，随后要提高列车的准点率，最后是考虑乘客旅途体验感受。乘客旅途舒适感的提升，可以通过对列车硬件进行升级，也可以对换乘通道的设置上进行优化，减少乘客换乘时间，本文针对出行服务质量提升问题，采用离散事件系统的理论和方法，引入智能调度的概念，通过协调多种交通运行计划，减少换乘到目标车站后的等候时间。以petri网为工具，仿真建立起包含多种轨道交通方式的铁路综合交通枢纽的模型，利用该模型对运行计划进行优化调整，形成可行且乘客整体出行体验舒适的综合调度运输计划。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提高乘客出行质量，采用离散事件系统的理论和方法，引入智能调度的概念，通过协调多种交通运行计划，减少换乘到目标车站后的等候时间。以petri网为工具，仿真建立起包含多种轨道交通方式的铁路综合交通枢纽的模型，利用该模型对运行计划进行优化调整，形成可行且乘客整体出行体验舒适的综合调度运输计划。

2、一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，包括基于petri网的自动闭塞模型、所述自动闭塞模型用于表示列车在铁路闭塞区间运行的状态；还包括基于petri网的换乘公共交通工具模型，所述换乘公共交通工具模型用于表示具有多个运行区间且运行时间提前确定的公共交通工具的运行状态，并且所述换乘公共交通工具模型与所述自动闭塞模型通过换乘站相联系；

3、所述自动闭塞模型包括若干个列车区间，每个所述列车区间只允许一列列车进入，其中，petri网的库所表达的含义包括列车到达或列车离开的状态，petri网的变迁表达的含义包括列车在车站停留的时间和列车的区间出清时间；

4、所述换乘公共交通工具模型包含若干行进区间，其中，petri网的库所表达的含义包括换乘公共交通工具到达车站或者离开车站的状态，petri网的变迁表达的含义包括换乘公共交通工具在行进区间的运行时间、换乘公共交通工具在车站停留时间、乘客换乘时间、乘客等候时间；

5、所述基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型用于对列车在铁路闭塞区间运行的状态和换乘公共交通工具的运行状态进行模拟，并从模拟过程中获取乘客在换乘站进行换乘的时间，根据换乘的时间调整列车和换乘公共交通工具运行时间，使换乘时间最小。

6、作为优选方案，所述换乘公共交通包括地铁、公交车和有轨电车。

7、作为优选方案，所述自动闭塞模型模拟列车在铁路闭塞区间运行的状态包括：

8、在其中一个铁路闭塞区间中，若与当前变迁相关联的两个库所被托肯标记，当前变迁的发射将会同时带走与其关联的两个库所内的托肯，并发射一个新的托肯给下一个铁路闭塞区间的库所，铁路闭塞区间的库所被托肯标记表示铁路闭塞区间被允许进入，铁路闭塞区间的库所没有被托肯标记表示铁路闭塞区间不被允许进入。

9、作为优选方案，自动闭塞模型关键库所变迁的物理含义包括：

10、

11、作为优选方案，与换乘站相关的关键库所变迁的物理含义包括：

12、

13、作为优选方案，换乘站的运行状态仿真为：

14、库所pd-sec被标记表示列车在换乘公共交通工具运行区间运行，库所pd-sta被标记表示列车在换乘站内停靠等候乘客上下车，变迁td-r的延时表示列车运行间隔，变迁td2-s的延时表示列车在换乘站停靠时间。

15、基于相同的构思，还提出了一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制方法，包括如下步骤：

16、步骤1：根据已知的列车运行线路和换乘公共交通工具的运行线路建立上述的一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型；

17、步骤2：将所述一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型用于列车和换乘公共交通工具动态运行过程模拟，从模拟过程中获取乘客在换乘站进行换乘的时间，根据换乘的时间调整列车和换乘公共交通工具运行时间，使换乘时间最小。

18、基于相同的构思，还提出了一种将petri网进行多制式轨道交通综合控制的应用。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果：

20、本专利在前人的基础上使用时延petri网模型，将延时赋予变迁。针对多制式轨道交通的交汇的线路车站，建立起多制式轨道交通综合模型，输入多种制式轨道交通的运行计划，通过模型对多种轨道交通运行方式的计划进行优化，使得乘客换乘舒适性得到提高。

技术特征：

1.一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，其特征在于，包括基于petri网的自动闭塞模型、所述自动闭塞模型用于表示列车在铁路闭塞区间运行的状态；还包括基于petri网的换乘公共交通工具模型，所述换乘公共交通工具模型用于表示具有多个运行区间且运行时间提前确定的公共交通工具的运行状态，并且所述换乘公共交通工具模型与所述自动闭塞模型通过换乘站相联系；

2.如权利要求1所述的一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，其特征在于，所述换乘公共交通包括地铁、公交车和有轨电车。

3.如权利要求1所述的一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，其特征在于，所述自动闭塞模型模拟列车在铁路闭塞区间运行的状态包括：

4.如权利要求3所述的一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，其特征在于，自动闭塞模型关键库所变迁的物理含义包括：

5.如权利要求4所述的一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，其特征在于，与换乘站相关的关键库所变迁的物理含义包括：

6.如权利要求5所述的一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制模型，其特征在于，换乘站的运行状态仿真为：

7.一种基于petri网的多制式轨道交通综合控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.一种将petri网进行多制式轨道交通综合控制的应用。

技术总结
本发明涉及轨道交通综合调度技术领域，特别是涉及一种基于Petri网的多制式轨道交通综合控制模型及方法，模型包括基于Petri网的自动闭塞模型、所述自动闭塞模型用于表示列车在铁路闭塞区间运行的状态；还包括基于Petri网的换乘公共交通工具模型，所述换乘公共交通工具模型用于表示具有多个运行区间且运行时间提前确定的公共交通工具的运行状态，并且所述换乘公共交通工具模型与所述自动闭塞模型通过换乘站相联系。本发明使用时延Petri网模型，将延时赋予变迁，建立起多制式轨道交通综合模型，输入多种制式轨道交通的运行计划，通过模型对多种轨道交通运行方式的计划进行优化，使得乘客换乘舒适性得到提高。

技术研发人员：王陆睎,朱明,陈德伟,王学林,刘立峰,杨岗,李娟,徐治学,谢宝军,张维,程忆佳
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13