高速鐵路智能CTC 系統(tǒng)列車運行自動調(diào)整研究*

李 智 張 濤 ▲ 許 偉 王 濤

（1.中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司通信信號研究所 北京 100081；2.國家鐵路智能運輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心 北京 100081）

0 引 言

高速鐵路可靠性高，具有很高的正點率，但當(dāng)受到設(shè)備故障、惡劣天氣、突發(fā)事件等因素影響時，也會出現(xiàn)列車到達車站時刻偏離計劃運行圖的情況，因此在行車調(diào)度工作中需要進行列車運行調(diào)整工作[1]，使列車盡快恢復(fù)運行秩序，控制晚點傳播。多年來國內(nèi)外學(xué)者針對列車運行調(diào)整方法進行了深入的理論研究[2]，通過數(shù)學(xué)規(guī)劃方法[3-5]、專家系統(tǒng)[6-7]、智能體方法[8-9]等取得了不錯的成果。近年來數(shù)學(xué)規(guī)劃方法由于其表達清晰、模型成熟，被研究者們廣泛使用，研究者們通過建立直觀的數(shù)學(xué)模型并選擇合適算法求解。

然而現(xiàn)有研究僅僅局限于理論，實際上列車運行調(diào)整工作主要由調(diào)度員憑經(jīng)驗進行人工操作。目前，分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC系統(tǒng)）廣泛應(yīng)用于我國高速鐵路行車調(diào)度指揮工作。CTC 系統(tǒng)中按調(diào)度區(qū)段設(shè)置運行圖終端，每臺運行圖終端負責(zé)安排該調(diào)度區(qū)段內(nèi)的列車運行階段計劃。當(dāng)出現(xiàn)列車偏離圖定運行線的情況時，調(diào)度員在運行圖終端上通過人工操作的方式消解線間沖突，形成新的列車運行階段計劃[10]。隨著高速鐵路路網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，運行線間沖突日益嚴重，線間制約關(guān)系越發(fā)錯綜復(fù)雜。通過人機對話方式移線消解線間沖突，不僅效率低，而且準確率難以保證。現(xiàn)有CTC系統(tǒng)中通過人工操作實現(xiàn)列車運行調(diào)整的方式已難以適應(yīng)鐵路智能化發(fā)展趨勢[11-12]。

智能鐵路是現(xiàn)代新技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，是鐵路運輸必然的發(fā)展方向。發(fā)展智能鐵路已成為中國鐵路順應(yīng)世界技術(shù)發(fā)展大趨勢的必然選擇[13]。在中國智能鐵路的發(fā)展規(guī)劃中，CTC 系統(tǒng)將升級為智能CTC系統(tǒng)。在高鐵智能CTC系統(tǒng)的技術(shù)條件中，明確提出以現(xiàn)有CTC 系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合智能鐵路的發(fā)展需求，在列車運行自動調(diào)整等5 個方面進一步優(yōu)化完善[14]。因此，對列車運行調(diào)整的研究不應(yīng)僅限于理論研究，還應(yīng)考慮高速鐵路現(xiàn)場行車調(diào)度中遇到的實際問題，結(jié)合現(xiàn)有理論研究成果并基于相關(guān)技術(shù)標準[14]，為智能CTC系統(tǒng)開發(fā)列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)，建立列車運行自動調(diào)整模型，用于智能CTC系統(tǒng)列車運行調(diào)整工作。

在此背景下，筆者針對目前高速鐵路列車運行調(diào)整工作的現(xiàn)狀，結(jié)合智能CTC 的技術(shù)標準，提出智能CTC 系統(tǒng)中列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計原則，軟硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)邏輯功能。針對現(xiàn)有理論研究的局限，結(jié)合現(xiàn)場實際需求、系統(tǒng)設(shè)計原則，以及相關(guān)技術(shù)標準提出模型各約束條件及目標函數(shù)，為列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)建立列車運行自動調(diào)整模型。通過案例分析及應(yīng)用驗證包含該模型的列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)的可行性和有效性。

1 列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 列車自動調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計原則

基于相關(guān)技術(shù)標準[14]及多年CTC 系統(tǒng)開發(fā)實施經(jīng)驗，提出高鐵智能CTC系統(tǒng)中列車運行調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計原則如下。

1）列車運行調(diào)整自動系統(tǒng)是對既有CTC系統(tǒng)的補充和發(fā)展，不應(yīng)影響既有CTC 功能，當(dāng)該系統(tǒng)故障無法正常運行時，不得影響CTC系統(tǒng)中其他設(shè)備的正常工作。

2）提供的列車運行階段計劃調(diào)整策略應(yīng)符合各項鐵路技術(shù)規(guī)范，并保留人工定制功能，列車運行階段計劃的最終決定權(quán)依然歸調(diào)度員。

3）建立包含動車組交路信息、股道運用信息、各限速等級下區(qū)間運行時分信息等關(guān)鍵信息的數(shù)據(jù)庫，為列車運行調(diào)整邏輯提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4）建立列車運行自動調(diào)整模型，在惡劣天氣或設(shè)備故障等突發(fā)狀況導(dǎo)致列車偏離運行線運行時，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的調(diào)整策略，實時生成可用的列車運行階段計劃，實現(xiàn)列車運行階段計劃的快速智能化調(diào)整。

5）系統(tǒng)應(yīng)為不同的場景預(yù)先設(shè)置不同的列車運行調(diào)整策略，以及為不同的客戶需求設(shè)定不同的列車運行調(diào)整目標。

1.2 列車自動調(diào)整系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見圖1。在既有的CTC 系統(tǒng)基礎(chǔ)上針對全局新增全局智能調(diào)整終端、全局智能調(diào)整服務(wù)器，以及全局調(diào)整數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，針對各調(diào)度臺新增運行圖智能調(diào)整終端與運行圖調(diào)整服務(wù)器。

其中智能調(diào)整終端負責(zé)生成調(diào)整后的列車運行階段計劃，智能調(diào)整服務(wù)器用于與CTC其他設(shè)備及外部接口的通信，全局調(diào)整數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于儲存列車運行調(diào)整相關(guān)的基礎(chǔ)運營數(shù)據(jù)。

1.3 列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)軟件框架結(jié)構(gòu)見圖2，分為通信模塊、顯示模塊、調(diào)整模塊、約束條件模塊等，箭頭方向表示各模塊之間數(shù)據(jù)流和控制命令的走向。

圖1 列車自動調(diào)整系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)Fig.1 Hardware structure of automatic train rescheduling system

圖2 列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)Fig.2 Software structure of automatic train rescheduling system

其中，顯示模塊用于用戶圖形界面的顯示，調(diào)整模塊完成列車運行階段計劃的調(diào)整，約束條件模塊對調(diào)整模塊生成的列車運行階段計劃進行約束檢測，這3 個模塊均以運行圖對象為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通信模塊負責(zé)列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)間的接口。

1.4 列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)功能邏輯

列車自動調(diào)整系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖見圖3。新增的運行圖智能調(diào)整終端、智能調(diào)整服務(wù)器和CTC系統(tǒng)既有的運行圖終端、通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等協(xié)同完成列車運行自動調(diào)整工作。

圖3 列車運行自動調(diào)整系統(tǒng)數(shù)據(jù)流Fig.3 Data flow of automatic train rescheduling system

運行圖智能調(diào)整終端向后臺運行圖服務(wù)器申請最新列車運行階段計劃、施工符號、限速符號、列車報點，并以運行圖的方式進行顯示，調(diào)整終端每次收到變化消息時，對所有沖突計劃進行檢查，并對沖突計劃按照事先建立的模型進行自動調(diào)整。另外，在遇到線路突發(fā)情況需要對區(qū)間封鎖、限速或某趟列車故障時，調(diào)度員可在自動調(diào)整終端設(shè)置故障條件并輸入調(diào)整意圖，系統(tǒng)自動對所有后續(xù)列車運行階段計劃進行調(diào)整；自動調(diào)整后的階段計劃返回至后臺運行圖服務(wù)器，運行圖服務(wù)器將最新調(diào)整的階段計劃發(fā)送至運行圖終端，從而達到列車運行自動調(diào)整的目的。

2 列車運行自動調(diào)整模型

2.1 模型假設(shè)

在本文建模過程中，結(jié)合相關(guān)技術(shù)標準及高速鐵路行車調(diào)度工作中的實際情況，提出如下假設(shè)。

1）默認列車的走行徑路及車站技術(shù)作業(yè)（上水、吸污、送餐等）均已在開行方案中確定，列車運行調(diào)整過程中不可改變。

2）默認各動車組交路已在開行方案中確定。動車組擔(dān)當(dāng)某一車次終到后，有時需繼續(xù)擔(dān)當(dāng)另一特定車次始發(fā)繼續(xù)運行，動車組接續(xù)關(guān)系在列車運行調(diào)整過程中不可改變。

3）介于目前階段智能CTC 系統(tǒng)僅在部分線路，調(diào)度區(qū)段計劃逐步部署實施，模型僅考慮單個調(diào)度區(qū)段（調(diào)度臺）的列車運行調(diào)整，暫不考慮跨多個調(diào)度區(qū)段及多個鐵路局的列車運行調(diào)整。

4）默認列車運行調(diào)整不涉及到車站調(diào)車作業(yè)，調(diào)車作業(yè)由車站人工辦理，智能CTC系統(tǒng)中的列車運行自動調(diào)整只針對車站列車作業(yè)。

5）默認高速鐵路線路均為雙線，只考慮列車間的越行，不考慮列車間的會讓。

2.2 參數(shù)定義

在列車運行調(diào)整建模的過程中常使用事件-活動網(wǎng)絡(luò)圖（event-activity network，EAN）來表示列車的各項車站作業(yè)及之間的關(guān)系[15-16]。事件-活動網(wǎng)絡(luò)圖由節(jié)點和有向弧組成，其中節(jié)點表示列車事件，包括到達、出發(fā)、通過3類。節(jié)點之間的有向弧表示列車活動，包括列車在區(qū)間運行、列車停站、車站作業(yè)間隔，以及同交路動車組接續(xù)4類，見圖4。

圖4 列車運行圖及對應(yīng)的事件-活動網(wǎng)絡(luò)圖Fig.4 Train timetable and its corresponding event-activity network

事件-活動網(wǎng)絡(luò)圖用N=(E,A)表示。其中，E為列車事件集合，列車事件包含列車的到達、出發(fā)、通過作業(yè)；A為列車活動集合，列車活動由2個列車事件組成，包括列車在區(qū)間運行、列車停站、同方向相鄰列車車站作業(yè)間隔，以及同交路列車接續(xù)4類。令Earr，Edep和Ethru分別為列車到達、出發(fā)及通過作業(yè)的集合，Arun，Adwell，Ahead和Aconn分別為列車在區(qū)間運行、列車停站、車站作業(yè)間隔及同交路列車接續(xù)的列車活動集合。令ai,j表示事件-活動網(wǎng)絡(luò)N中任一列車活動，ai,j∈A。ai,j由2 個列車事件i，j構(gòu)成，i,j∈E，令ti，tj為列車事件i，j的圖定時刻，Ti，Tj為列車事件i，j經(jīng)列車運行自動調(diào)整得出列車運行階段計劃中的計劃時刻，一般精確到分鐘。令S為列車運行階段計劃中所有車站的集合，si為列車事件i所在車站，si∈S。令Eterm為列車事件中列車終到事件的集合，令Ehdor為列車事件中列車從本調(diào)度臺所轄區(qū)段交出事件的集合。令G為列車運行調(diào)整系統(tǒng)調(diào)度區(qū)段內(nèi)所有可用車站股道的集合；gi為調(diào)整后的列車運行階段計劃中列車事件i對應(yīng)股道，hi為列車運行調(diào)整之前列車事件i對應(yīng)圖定股道，gi,hi∈G。令T0為列車運行調(diào)整系統(tǒng)生成列車運行階段計劃時的當(dāng)前時間，一般精確到分鐘。

2.3 模型約束條件

針對目前理論研究中的局限，基于現(xiàn)場行車調(diào)度工作所遇到的具體問題并結(jié)合相關(guān)技術(shù)標準[14]，提出模型約束條件。約束條件中的各參數(shù)為靜態(tài)數(shù)值且均已事先確定，應(yīng)用該模型時可作為模型參數(shù)存入相應(yīng)智能CTC 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。模型各約束條件如下。

1）區(qū)間運行時間約束。對于區(qū)間運行時間約束，目前的現(xiàn)有理論研究中存在2個問題：①有的研究中將區(qū)間運行時間做剛性處理，認為模型生成的列車運行階段計劃中列車區(qū)間運行時間為定值，應(yīng)與圖定運行時間一致；②另有一些研究中認為列車區(qū)間運行時間可在圖定區(qū)間運行時間的基礎(chǔ)上延長，大于等于圖定運行時間即可。然而在實際的高速鐵路行車調(diào)度工作中，為魯棒性考慮，一些圖定區(qū)間運行時間中包含緩沖時間，列車通過區(qū)間所需的最小區(qū)間運行時間即為圖定區(qū)間運行時間減去其包含的緩沖時間后所得數(shù)值。實際的調(diào)度工作中，也不可能無休止的增加列車在某個區(qū)間的區(qū)間運行時間。因此，提出模型的區(qū)間運行時間約束見式（1）。

式中：ri,j為圖定列車區(qū)間運行時間；為圖定列車區(qū)間運行時間ri,j中所預(yù)留的緩沖時間；ri,j與一般以分鐘為單位，若該圖定區(qū)間運行時間中無緩沖時間則取值為0 min；δ為區(qū)間運行時間的上浮率，設(shè)置該參數(shù)的目的在于將列車區(qū)間運行時間設(shè)置一個上限，即將列車在2 站間的運行時間控制在一定的合理范圍內(nèi)，使之更符合實際，有助于提高模型求解的效率。

2）停站時間約束。對于停站時間約束，目前研究中的共識為列車停站時間應(yīng)不小于最小停站時間。但對于“最小停站時間”，一些理論研究中認為其為車站的1個參數(shù)，和車站的等級有關(guān)，其模型中該變量下標為車站。然而，如模型假設(shè)所述，列車的車站技術(shù)作業(yè)（上水、吸污、送餐等）均已確定不可改變，而經(jīng)停同一車站的不同列車所需車站作業(yè)可能不同，因此最小停站時間應(yīng)為某次車在某站的最小停站時間，而不僅僅和車站相關(guān)，應(yīng)對每一列列車在每站的停站設(shè)置最小停站時間。因此，提出模型的停站時間約束見式（2）。

3）車站間隔時間約束。車站辦理同方向相鄰列車接發(fā)車作業(yè)的時間間隔不可少于對應(yīng)的車站安全間隔時間。車站安全間隔時間是指車站辦理相鄰列車的到達、出發(fā)或通過作業(yè)時所需的最小安全間隔時間[17]。該時間的取值與車型，線路條件等因素相關(guān)，而對于我國高速鐵路列車運行圖，車站安全間隔時間共分為8 類[18]，取值均有詳細規(guī)定，本模型中依照相關(guān)技術(shù)標準取值。車站間隔時間約束見式（3）。

式中：Ii,j為列車作業(yè)間隔ai,j對應(yīng)的車站安全間隔時間，min。

4）發(fā)車時刻約束。在實際的高速鐵路行車調(diào)度中，列車絕對不應(yīng)早于其圖定發(fā)車時刻發(fā)車，否則可能造成旅客錯過列車等嚴重問題。式（4）為列車發(fā)車時間約束，表示在經(jīng)列車運行調(diào)整后的列車運行階段計劃中，列車不可早于其圖定時刻發(fā)車。

5）越行約束。在列車運行圖中，列車之間的越行只能發(fā)生在車站，不能發(fā)生在區(qū)間，否則將會造成列車運行圖中的交叉沖突。式（5）為列車間的越行約束，表示對于經(jīng)過某相同區(qū)間的2列車，前站發(fā)車的順序和后站接車的順序應(yīng)一致。

6）同交路動車組接續(xù)約束。如模型假設(shè)所述，動車組接續(xù)關(guān)系在列車運行調(diào)整過程中不可改變，因此提出同交路動車組接續(xù)約束見式（6）。

7）股道沖突約束。目前，部分現(xiàn)有理論研究在模型假設(shè)中將車站簡化為1個點，忽略車站站型，股道等因素。然而，列車運行調(diào)整若不考慮股道，則會導(dǎo)致股道沖突等問題，無法得出實際可用的列車運行階段計劃。一方面，同一時刻，車站的某股道只允許被1 列列車占用，有車停靠時另1 列車不得接入；另一方面，列車進站接車的股道應(yīng)與出站發(fā)車的股道相同。

因此，提出模型的股道沖突約束見式（7）～（8）。式（7）表示某1 股道在某一時刻只能有1 列列車占用。式（8）表示列車的接發(fā)車股道應(yīng)相同。

8）發(fā)車股道變更約束。列車運行調(diào)整有可能造成列車運行階段計劃中部分列車變更發(fā)車股道，調(diào)整列車至有接發(fā)車條件的股道進行接發(fā)車作業(yè)。目前旅客購買車票時，檢票口都已事先確定。若更改發(fā)車股道，則可能使車站臨時變更檢票口。若旅客已經(jīng)從檢票口進入站臺準備上車，此時變更檢票口則會使旅客錯過列車無法上車。因此，在列車運行調(diào)整中對于變更發(fā)車股道應(yīng)慎重，生成列車運行調(diào)整計劃時，當(dāng)前時刻開始的某段時間內(nèi)，應(yīng)禁止變更發(fā)車股道。

因此，提出發(fā)車股道變更約束見式（9），表示從當(dāng)前時刻開始的τ時間內(nèi)，列車運行階段計劃中列車發(fā)車股道應(yīng)與圖定股道相同。

式中：τ為發(fā)車股道變更保護時間，即從當(dāng)前時刻開始不可變更股道的時間，一般以分鐘為單位，可根據(jù)現(xiàn)場需要靈活取值。

2.4 模型目標函數(shù)

對于列車運行階段計劃質(zhì)量的高低有著多種評價指標。這些評價指標是針對鐵路運輸服務(wù)質(zhì)量而言，主要用于表征鐵路運輸企業(yè)為旅客提供位移服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量?；谥疤岢龅脑O(shè)計原則及相關(guān)技術(shù)標準，系統(tǒng)可預(yù)先設(shè)定調(diào)整策略，為不同的客戶需求設(shè)定不同的列車運行調(diào)整目標。因此，本模型綜合考慮各項指標，基于多目標優(yōu)化的思想，對各類評價指標對應(yīng)的目標函數(shù)進行加權(quán)求和，得到總目標函數(shù)，模型考慮的評價指標及對應(yīng)目標函數(shù)如下。

1）終到晚點列車總數(shù)。終到晚點列車總數(shù)和本調(diào)度區(qū)域的列車正點率息息相關(guān)，體現(xiàn)了本調(diào)度區(qū)域列車運行圖定計劃的兌現(xiàn)率，其目標函數(shù)見式（10）。

式中：N(i)為滿足條件的列車事件i的數(shù)量。

2）交出晚點列車總數(shù)。交出晚點列車總數(shù)可反映本調(diào)度臺所轄區(qū)段的列車運行調(diào)整對其他調(diào)度臺或相鄰鐵路局的影響，其目標函數(shù)見式（11）。

式中：N(i)為滿足條件的列車事件i的數(shù)量。

3）到站晚點總時間。到站晚點總時間是評價列車運行階段計劃的重要指標。列車晚點總時間越少，意味著宏觀上列車旅行速度越快，運輸?shù)男试礁?，旅客的在途時間越少，其目標函數(shù)見式（12）。

綜合以上3個方面，總目標函數(shù)見式（13），為如上所述3方面目標函數(shù)加權(quán)之和最小化。

式中：w1，w2與w3分別為目標函數(shù)z1，z2與z3的權(quán)重。

各項權(quán)重可由用戶根據(jù)自身需要靈活配置，以實現(xiàn)根據(jù)不同的客戶需求進行列車運行調(diào)整。

2.5 模型求解算法

本文建立的列車運行調(diào)整模型實際上是1種有約束非線性優(yōu)化模型，對于該類模型對應(yīng)相關(guān)求解算法的研究已較為成熟。在課題組之前的研究中，基于粒子群的智能優(yōu)化算法得到了深入研究，該類算法具有一定的并行性且具有較快的收斂速度，適合通過計算機編程實現(xiàn)實時應(yīng)用。關(guān)于該類算法的具體研究可參考課題組既有研究文獻[19-21]。

3 案例分析及現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 模型案例分析

使用開發(fā)中的智能CTC 系統(tǒng)自動調(diào)整原型系統(tǒng)，選取部署智能CTC系統(tǒng)的北京鐵路局集團公司所屬京張高鐵（京包客運專線京張段）調(diào)度臺中的實際場景作為算例分析。京張高鐵連接北京市與河北省張家口市，正線全長174 km，設(shè)10 個車站，設(shè)計最高車速350 km/h。

模擬常見的因區(qū)間封鎖需進行列車運行調(diào)整的場景，某日在昌平—沙河區(qū)間上行線因區(qū)間故障導(dǎo)致上行區(qū)間封鎖，封鎖時間為10：20—10：45，10：45 封鎖結(jié)束后方可自昌平站向上行線發(fā)車。該區(qū)間封鎖直接導(dǎo)致列車G2406，G2482次列車無法按時發(fā)車，需進行合理的列車運行調(diào)整。對模型設(shè)定合適參數(shù)后引入該場景，得到模型輸出自動調(diào)整后的列車運行階段計劃見圖5，圓圈內(nèi)數(shù)字代表該節(jié)點的晚點時間。

由圖5 可知：設(shè)置的施工上行封鎖導(dǎo)致G2406，G2482次列車無法按時通過昌平站，需通過變到開，于昌平站待避等待10：45封鎖結(jié)束后方可向上行線發(fā)車。因此，G2406 次在昌平站晚點1 min 到達，晚點14 min 發(fā)車，沙河站到站晚點16 min，由于二撥子線路所—清河區(qū)間運行時分的冗余，在該區(qū)間追回2 min的晚點時間，于清河站終到晚點14 min；同樣地，G2482次在昌平站晚點1 min到達，晚點16 min發(fā)車，沙河站到站晚點18 min。上述2 列車的晚點造成G8812 次列車的連帶晚點，該列車于昌平站晚點發(fā)車3 min，但由于二撥子線路所—清河區(qū)間運行時分的冗余，在該區(qū)間追回1 min 的晚點時間于清河站晚點2 min 到達，并于終點站北京北站晚點2 min終到。由于模型設(shè)定動車組最小接續(xù)時間為20 min，導(dǎo)致與G8812 次接續(xù)的下行G8813 次列車始發(fā)晚點1 min，并通過壓縮在清河站的停站時間恢復(fù)正點。上述列車接發(fā)車股道均未變化。除上述列車之外，其他列車的運行未受影響。

從算例輸出結(jié)果可看出，模型能夠正確處理列車運行偏離運行圖時的列車運行調(diào)整場景，利用區(qū)間運行時間中的緩沖時間與圖定停站時間的冗余時間盡可能追回列車晚點，縮小列車晚點范圍；同時模型能夠正確處理接發(fā)車股道、動車組接續(xù)等問題，生成無沖突的列車運行階段計劃供調(diào)度員下達。經(jīng)模型調(diào)整后的列車運行階段計劃在保證行車安全的前提下，縮小晚點波及的影響范圍，有效控制晚點傳播，達到預(yù)期效果。

圖5 模擬場景自動調(diào)整結(jié)果Fig.5 Automatic train rescheduling simulation result

3.2 現(xiàn)場應(yīng)用及未來發(fā)展

2018年10月，具有列車運行計劃自動調(diào)整功能的智能CTC 系統(tǒng)部署于京沈高鐵綜合試驗線路。經(jīng)現(xiàn)場聯(lián)調(diào)聯(lián)試實驗，系統(tǒng)通過中國鐵路總公司組織的專家技術(shù)評審。截止到目前，基于本文提出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)的智能CTC系統(tǒng)已在京張高鐵（京包客運專線京張段）、京雄城際、京沈高鐵（京哈客運專線京沈段）等高鐵線路成功上線運行。

目前，部署該系統(tǒng)的幾條線路大多為新開線路，而且一些線路尚未全線貫通，因此這些線路行車密度較低，目前遇到的列車運行調(diào)整場景較為簡單。未來，在持續(xù)驗證系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，將根據(jù)實踐中出現(xiàn)的新問題、新需求進一步對模型進行優(yōu)化，更新模型的約束條件及目標函數(shù)，并優(yōu)化模型中的各參數(shù)取值，以處理未來高密度行車場景下、跨調(diào)度區(qū)段場景下的列車運行調(diào)整，持續(xù)提升高速鐵路行車調(diào)度指揮的智能化水平。

4 結(jié)束語

1）基于現(xiàn)有列車運行調(diào)整理論研究，結(jié)合相關(guān)技術(shù)標準，提出高速鐵路智能CTC系統(tǒng)列車自動調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計原則、軟硬件結(jié)構(gòu)及相關(guān)功能邏輯。

2）基于現(xiàn)有理論研究的局限，結(jié)合現(xiàn)場實際工作經(jīng)驗，建立智能CTC列車自動調(diào)整模型。

3）基于京張高鐵實際場景的案例分析結(jié)果表明，經(jīng)模型調(diào)整后的列車運行階段計劃在保證行車安全的前提下，縮小晚點波及的影響范圍，有效控制晚點傳播，達到預(yù)期效果。

未來將針對現(xiàn)場實踐中發(fā)現(xiàn)的新問題、新需求進一步優(yōu)化該系統(tǒng)及模型，以處理未來高密度行車場景下、跨調(diào)度區(qū)段場景下的列車運行調(diào)整，持續(xù)提升高速鐵路行車調(diào)度指揮的智能化水平。