楊衛(wèi)斌,郭磊磊,牛慧蘭,王志磊

（鄭州市軌道交通有限公司運(yùn)營(yíng)分公司,河南 鄭州 450000）

0 引言

隨著軌道交通網(wǎng)格化運(yùn)營(yíng)發(fā)展，高峰時(shí)段行車間隔不斷縮小，行車密度隨之增加，但地鐵系統(tǒng)復(fù)雜、影響因素廣泛、故障多發(fā)，列車實(shí)際運(yùn)行處于動(dòng)態(tài)變化中。在故障突發(fā)延誤較大時(shí)，故障點(diǎn)前后車需統(tǒng)籌進(jìn)行調(diào)整，其中后車需及時(shí)扣停至車站，避免列車進(jìn)入?yún)^(qū)間，可能引起乘客恐慌及解鎖車門等事件發(fā)生。目前故障點(diǎn)后車扣車相關(guān)研究較多，文中重點(diǎn)對(duì)故障點(diǎn)前車進(jìn)行分析。

1 模型建立

1.1 變量及含義

該文模型中所涉及的變量及含義見表1。

表1 變量及含義

1.2 目標(biāo)函數(shù)

目標(biāo)函數(shù)1：實(shí)際運(yùn)行圖與計(jì)劃運(yùn)行圖列車總偏離時(shí)間最小[1]。

目標(biāo)函數(shù)2：故障發(fā)生后產(chǎn)生的影響最小，即列車晚點(diǎn)數(shù)量最小。

目標(biāo)函數(shù)3：乘客總候車時(shí)間最少。

假設(shè)各站乘客均在列車進(jìn)站前t時(shí)刻到達(dá)車站進(jìn)行候車（見圖1），最大等待時(shí)間T候=同一車站、同一運(yùn)行方向載客列車與前一列載客列車的最大行車間隔-圖定行車間隔[2]。

圖1 乘客候車時(shí)間示意圖

1.3 約束條件

（1）避免運(yùn)行大間隔出現(xiàn)，即T大間隔≤15 min。運(yùn)行大間隔：載客列車到達(dá)本車次終止站后與前、后載客列車的最大實(shí)際行車間隔減去運(yùn)行間隔大于15 min，小于30 min。故障車延誤時(shí)間為T延，故障車所在車站至終點(diǎn)站區(qū)間數(shù)為M，故障發(fā)生后進(jìn)行扣車，記為。

①故障車可修復(fù)，不用退車：

②故障車無(wú)法修復(fù)，需要退車：

（2）單個(gè)車站多停時(shí)間控制在5 min 以內(nèi)。

（3）單一車次全線多停時(shí)間原則上不得超過(guò)10 min。

2 故障點(diǎn)前車扣車模型應(yīng)用

2.1 場(chǎng)景舉例及扣車方式

001 次列車在H 車站發(fā)生故障導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)中斷，前方列車多次列車需適時(shí)、多次進(jìn)行扣車，避免出現(xiàn)行車空白區(qū)域及運(yùn)行大間隔[3]。選取不同扣車方式進(jìn)行分析，其中全線運(yùn)行時(shí)間T全=1.2 h；平均運(yùn)行時(shí)間T運(yùn)=2 min30 s；站停時(shí)間Ti,j=36 s。

2.2 故障車前列車按“3、2、2”扣車

第一步：將中斷點(diǎn)前方第一列車（002 次）在車站（G站）扣車3 min 后放行，見圖2。

圖2 扣車3 min

第二步：將002 次在F 站扣車2 min 后放行，將003次在D 站扣車2 min 后放行。

第三步：將002 次在E 站扣車2 min 后放行，將003次在C 站扣車2 min 后放行，將004 次在A 站扣車2 min后放行。

約束條件：“3、2、2”節(jié)點(diǎn)扣車符合約束條件3 和約束條件4，故障列車延誤時(shí)間在22 min 之內(nèi)，符合約束條件2.1，故障列車延誤時(shí)間在19.5 min 之內(nèi)，符合約束條件2.2。

目標(biāo)函數(shù)：Z1=故障車偏移時(shí)間+前車1 偏移時(shí)間+前車2 偏移時(shí)間+前車3 偏移時(shí)間=35 min；Z2=4；Z3=總的乘客候車時(shí)間=176 min，見表2。

3 方案選擇

（1）故障延誤≤22 min，見表3。根據(jù)表3 可知，列車發(fā)生故障預(yù)計(jì)延誤在22 min 之內(nèi)時(shí)，按照“3、2、2”扣車方式，列車偏移時(shí)間最小，為35 min，產(chǎn)生的晚點(diǎn)影響與其他扣車方式產(chǎn)生影響一致，故優(yōu)先選取“3、2、2”方式。

表3 故障延誤≤22 min 時(shí)方案對(duì)比表

（2）故障延誤＞22 min，見表4。根據(jù)表4 可知，列車發(fā)生故障預(yù)計(jì)延誤在22～25 min 之內(nèi)時(shí)，考慮行車間隔均勻性及故障影響最優(yōu)化，選擇“3、2、2、3”模式。

表4 故障延誤＞22 min 方案對(duì)比表

4 結(jié)語(yǔ)

扣車是調(diào)度進(jìn)行行車調(diào)整的重要手段之一，在給予故障點(diǎn)充足時(shí)間處理故障的同時(shí)，避免出現(xiàn)運(yùn)行大間隔或空白區(qū)域，確保線路快速恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。該文從實(shí)際與計(jì)劃的偏移、晚點(diǎn)數(shù)影響及乘客候車時(shí)間著手，建立扣車模型，根據(jù)列車延誤情況，分析不同場(chǎng)景下的列車扣車調(diào)整方式，并選取實(shí)際線路進(jìn)行驗(yàn)證，得出故障車前車“3、2、2”及“3、2、2、3”扣車方式，證明列車扣車調(diào)整的有效性及合理性，為調(diào)度員故障處置及行車調(diào)整提供技術(shù)支撐。