面向不同业务运营模式的交路表优化解析处理方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通乘务交路编排与计算机数据处理，更具体地说，本发明涉及面向不同业务运营模式的交路表优化解析处理方法及系统。

背景技术：

1、轨道交通乘务交路编制中，现有系统通常依据线路、站点、区间、时刻表及出退勤、换乘、换班和休息规则，将车次按到发时刻和站点关系进行接续，以生成司机值乘交路；

2、以早、中、晚高峰交路混跑的地铁线路为例，工作日时刻表中同时存在跨天车次、出回场车次、高峰转备车次及折返车次，且在不改变既定行车时刻表、不影响列车持续运营的条件下，需要保证每个待排车次仅被编入一条交路，前后车次的接续地点和接续时间满足要求，连续值乘时长不超过2小时、连续值乘间隔不少于15分钟，并满足不同场景下的出退勤、换班和留守规则；

3、现有处理方式多将各类业务规则直接叠加于固定参数配置中，原始时刻表中的跨天、折返及特殊车次未先形成统一的待排车次关系，运营模式或参数组合变化后，同一车次在不同规则下会出现重复接续、未被接续或接续后休息信息不一致的现象，所得交路仍需人工逐条拆分和调整；

4、本技术要解决的技术问题是：如何依据不同业务运营模式对应的场景参数，对包含特殊车次的时刻表执行统一解析和车次接续计算，生成满足交路业务规则的交路表。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供面向不同业务运营模式的交路表优化解析处理方法及系统，通过按运营模式建立场景配置记录，将时刻表中的特殊车次解析为待排车次记录，计算车次接续关系形成候选接续图，并在值乘、休息及出退勤约束下完成交路编排和校验，输出交路表优化解析结果，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：面向不同业务运营模式的交路表优化解析处理方法，包括：

3、s1、读取目标线路、时刻表用途和运营模式，检索场景标识、线路时刻表和规则参数，关联写入场景配置记录；

4、s2、根据场景配置记录逐车次读取线路时刻表，按次日标记换算到站时刻或离开时刻为绝对时刻，按车次号承接关系和拼接规则合并相邻车次，写入待排车次记录；

5、s3、按绝对时刻匹配前序待排车次终止位置、终止时刻和后序待排车次起始位置、起始时刻，根据通行关系计算接续间隔和休息时长，写入候选接续边形成候选接续图；

6、s4、限定待排车次前后承接位置各一个，按候选接续边计算值乘时长、休息时长及出退勤位置关系，删除违反场景配置记录的候选接续边；以后序待排车次为蚁群算法节点，按信息素量与接续间隔倒数乘积确定转移概率，无未使用候选接续边时从未编排待排车次建立交路，以交路数量及时长离散结果排序更新信息素，相邻两轮首位候选接续边集合一致时输出交路初排记录；

7、s5、依据交路初排记录写入班别和特殊车次标记，回查线路时刻表确定车次编排次数，比对相邻车次终止位置、起始位置和接续间隔，按交路绝对时刻校验值乘时长和休息时长，输出交路表优化解析结果。

8、在一个优选的实施方式中，在s1中包括：

9、s11、将目标线路、时刻表用途和运营模式按固定写入次序组成场景标识，来源场景标识存在时读取对应的参数配置记录并复制，将复制记录中的来源场景标识替换为场景标识，输出场景索引记录；

10、其中目标线路是指本次交路表编制对应的一条运营线路，以线路信息中的线路名称确定，场景索引记录中的目标线路用于限定后续读取的站点信息、区间信息和时刻表信息均属于该运营线路；

11、时刻表用途是指时刻表信息中表明适用日期类型的字段，取值为工作日、双休日或特殊日期，用于在同一目标线路存在多份时刻表时确定本次交路解析使用的时刻表；

12、运营模式是指目标线路在本次交路编制中的运行组织状态，由班别划分、交接位置、出退勤方式和车次运行组织关系共同确定，用于使相同线路在不同运营组织状态下形成相互独立的场景配置记录；

13、固定写入次序是指先写入目标线路，再写入时刻表用途，最后写入运营模式，并以相同分隔方式组成场景标识；场景标识的三个组成部分在创建、复制和读取过程中保持相同位置；

14、来源场景标识是指已形成场景配置记录的既有场景标识，在创建新场景时作为参数复制对象；复制操作仅改变参数配置记录中的场景标识，其余参数内容和记录写入顺位保持不变；

15、参数配置记录是指绑定于一个场景标识的业务参数记录，参数配置记录以参数项作用的站点名称和方向确定适用位置，并以起始时间、终止时间及参数值确定适用时段和处理内容；

16、s12、以场景索引记录中的目标线路筛选站点信息，按排序号形成站点序列，对站点序列中相邻站点名称依次匹配区间信息中的发点和到点，将匹配得到的区间信息按站点序列顺序写入场景基础记录，再以时刻表用途关联目标线路对应的时刻表信息；

17、其中站点信息是指目标线路中的站点记录，站点记录包括站点名称、网点类型和排序号；网点类型用于区分车站、车辆段、折返线和存车线，排序号用于表示站点在线路中的先后位置；

18、排序号是指按照目标线路运行方向由起点至终点依次写入的正整数位置值，站点序列中的当前站点和下一站点分别由相邻排序号对应的站点名称确定；

19、区间信息是指目标线路中两个相邻站点之间的运行记录，区间信息以发点和到点确定区间方向，并记录区间名称、区间长度和区间类型；区间类型用于区分正线区间和出入段区间；

20、发点是指区间信息中列车进入该区间前所在站点的站点名称，到点是指列车通过该区间后到达站点的站点名称，二者与站点序列中的相邻站点名称一致时，确定该区间信息属于场景基础记录；

21、s13、对于场景标识对应的每一参数配置记录，将站点名称与场景基础记录中的站点序列进行匹配，匹配后写入对应排序号，并按站点名称、方向和起始时间确定记录写入顺位；终止时间早于起始时间时写入次日标记，按写入顺位形成场景配置记录；

22、其中方向是参数配置记录中限定参数项适用运行方向的字段；同一站点名称和同一方向对应多条参数配置记录时，按照起始时间先后写入，终止时间早于起始时间表示该参数项跨越零时，次日标记写为是，其余情况写为否；场景配置记录是按该写入顺位汇集全部参数配置记录形成的场景参数结果。

23、在一个优选的实施方式中，在s2中包括：

24、s21、对线路时刻表中的每一车次，按照站点排序号分别读取各站点的到站时刻、离开时刻以及与到站时刻、离开时刻对应的次日标记；分别将到站时刻和离开时刻换算为自零时起的秒数，当某一到站时刻或离开时刻对应的次日标记为是时，在对应到站时刻或离开时刻换算所得的秒数加八万六千四百，得到各站点的到站绝对时刻和离开绝对时刻；按车次内相邻站点的排序号，以前一站点的离开绝对时刻和后一站点的到站绝对时刻匹配二者之间的区间信息，未匹配到区间信息或前一站点的离开绝对时刻晚于后一站点的到站绝对时刻时，将对应车次写入时刻表异常记录；

25、其中线路时刻表是指绑定目标线路和时刻表用途的车次运行记录集合，每一车次记录包含车次号、经停站点、到站时刻、离开时刻、运行方向、上一车次号和下一车次号，用于反映列车在目标线路上的运行先后关系；

26、绝对时刻是指以当前运营日零时为起点的累计秒数；到站时刻或离开时刻的时、分、秒分别换算为秒后相加，次日标记为“是”时再加八万六千四百，从而使跨零时的车次与当日车次处于同一时间轴；

27、s22、以车次首站和末站分别匹配站点信息中的网点类型，在首站为车辆段或停车场时写入出场标记，在末站为车辆段或停车场时写入回场标记；末站不是车辆段或停车场且下一车次号为空时写入高峰转备标记，首站不是车辆段或停车场且上一车次号为空时写入备转高峰标记，并在站点名称和运行方向相同的车次中，按到站绝对时刻升序排列，以后一车次的到站绝对时刻减当前车次的到站绝对时刻，将差值写入当前车次对应站点的行车间隔；

28、其中车辆段是指用于列车出场、回场、停放和整备的线路网点，车次首站属于车辆段时表明列车由车辆段驶入正线，车次末站属于车辆段时表明列车由正线驶回车辆段；停车场按照相同方式作为列车出入正线的网点处理；

29、车次号是指在线路时刻表中区分一次列车运行任务的标识，同一车次号对应一条按站点先后排列的运行记录，上一车次号和下一车次号分别用于指示同一列车运行任务的前序承接关系和后序承接关系。

30、在一个优选的实施方式中，在s2中还包括：

31、s23、在场景配置记录中读取出勤点、退勤点、休息点和换班点形成场景边界站点，当前车次的终止位置或下一车次的起始位置不属于场景边界站点且两车次服务号相同时，沿下一车次号依次合并直至终止位置或起始位置属于场景边界站点；站点信息中的网点类型为折返线时，以折返线前一站点替换车次终止位置，出场标记或回场标记存在时将当前车次与下一车次号对应车次写入同一合并车次组；

32、其中出勤点是乘务人员开始交路任务的站点，退勤点是乘务人员结束交路任务的站点，休息点是乘务人员在车次承接之间下车休息的站点，换班点是用于划分相邻班别交接位置的站点；场景配置记录中任一站点被写入上述用途时，该站点写入场景边界站点；

33、服务号是指用于标识同一列车实体运行链的标识，同一服务号的相邻车次表示列车在前一车次终止后未经车辆替换而承接下一车次，服务号相同用于确定原班折返车次的合并关系；

34、折返线是指列车到达后改变运行方向并进入反向运行车次的线路网点，折返线不作为乘务交路的终止位置时，以折返线前一站点作为车次终止位置，使终止位置能够与正线站点和区间信息对应；

35、s24、将合并车次组中的车次按绝对时刻顺序串接，取串接结果的首站和末站分别写入起始位置和终止位置，并将串接结果、行车间隔及运行状态标记写入待排车次记录；

36、其中运行状态标记是指依据车次首站、末站、上一车次号和下一车次号写入待排车次记录的状态结果，用于表示车次处于出场、回场、高峰转备或备转高峰中的哪一种状态，并供后续车次承接和交路生成时读取。

37、在一个优选的实施方式中，在s3中包括：

38、s31、对绝对时刻顺序在前的待排车次记录和绝对时刻顺序在后的待排车次记录逐对读取，终止位置与起始位置相同时将前序待排车次的终止时刻写为通行完成时刻，终止位置与起始位置不同时在场景配置记录包含对应通行关系时，从线路时刻表中筛选经过终止位置和起始位置的通行车次，将通行车次在终止位置的离开时刻不早于终止时刻且在起始位置的到站时刻不晚于起始时刻的记录按到站绝对时刻排序，取首项到站绝对时刻写为通行完成时刻，输出车次对通行记录；

39、s32、根据车次对通行记录以前序待排车次的终止时刻减后序待排车次的起始时刻的相反数计算接续间隔，以后序待排车次的起始时刻减通行完成时刻计算休息时长，通行完成时刻不晚于后序待排车次起始时刻时，将前序待排车次、后序待排车次、接续间隔和休息时长写入候选接续边，并按前序待排车次归集候选接续边形成候选接续图。

40、在一个优选的实施方式中，在s4中包括：

41、s41、对候选接续图中的每一候选接续边写入未选中状态，在交路构造过程中读取候选接续边前序待排车次和后序待排车次的选中状态，前序待排车次已承接后序待排车次或后序待排车次已被前序待排车次承接时保持候选接续边的未选中状态，前序待排车次和后序待排车次均未形成承接关系时将候选接续边写入待选择状态，输出约束候选接续图；

42、其中交路构造过程是指以待选择状态的候选接续边为承接对象，将候选接续边前序待排车次的后序承接位置和后序待排车次的前序承接位置同步写入已承接状态；由不存在前序承接位置的待排车次作为交路起始车次，沿已承接状态依次读取后序待排车次，至不存在后序承接位置的待排车次结束，形成一条交路；

43、选中状态是指待排车次承接关系的写入状态，包括前序承接位置状态和后序承接位置状态；候选接续边未参与交路构造时，前序承接位置状态和后序承接位置状态均为空，候选接续边写入已承接状态时，前序待排车次写入后序承接位置，后序待排车次写入前序承接位置；

44、s42、以约束候选接续图执行资源约束标签校正算法，从待选择状态的候选接续边开始形成交路标签，并在每次承接后将后序待排车次的运行时长累加至当前值乘时长、将候选接续边中的休息时长写为当前休息时长；当前值乘时长超过场景配置记录中对应班别的值乘时长或当前休息时长少于场景配置记录中对应班别的休息时长时删除交路标签，两个交路标签终止于同一待排车次时，先按累计值乘时长升序排列，累计值乘时长相同时按当前休息时长降序排列，当前休息时长相同时按累计接续间隔升序排列，累计接续间隔相同时按交路标签中车次号串的字符顺序排列，保留排序首项交路标签，输出可行交路路径集；

45、其中班别是指由场景配置记录中的早中换班时刻和中晚换班时刻划分的交路时间区间；交路起始车次的起始时刻落入早中换班时刻之前的时间区间时写为早班，落入早中换班时刻至中晚换班时刻之间的时间区间时写为中班，落入中晚换班时刻之后的时间区间时写为晚班。

46、在一个优选的实施方式中，在s4中还包括：

47、s43、为候选接续图中的每条候选接续边写入信息素初值一，将可行交路路径集中的每条可行交路路径内各候选接续边的信息素量相乘得到路径信息素量，并将路径内各候选接续边的接续间隔相加后加一再取倒数写为路径启发值，针对包含未编排待排车次的各可行交路路径，计算路径信息素量与路径启发值的乘积占各路径对应乘积总和的比例并写为路径选择概率，按照路径选择概率选取可行交路路径并将路径中的待排车次写为已编排待排车次，直至不存在未编排待排车次，输出交路候选方案；

48、其中未编排待排车次是指待排车次记录中尚未被写入任一交路候选方案的待排车次；待排车次进入被选取的可行交路路径后写为已编排待排车次，并从后续路径选择概率的计算对象中删除；

49、s44、对交路候选方案先统计交路数量，再计算同班别交路的值乘时长相对于同班别值乘时长平均值的差绝对值累加结果，再计算各候选接续边的休息时长相对于交路候选方案休息时长平均值的差绝对值累加结果，并按照三个计算结果的先后顺序排列交路候选方案；逐条回查排序后的交路候选方案，待排车次出现次数不是一次或候选接续边未写入候选接续图时删除交路候选方案，将排序首位交路候选方案包含的候选接续边按排序位次倒数增加信息素，相邻两轮排序首位交路候选方案的候选接续边集合相同时输出交路初排记录。

50、在一个优选的实施方式中，在s5中包括：

51、s51、读取交路初排记录，按班别内各交路首车次的起始绝对时刻排列交路，将排列位置写入交路标记；交路包含高峰转备标记或备转高峰标记时写入备班标记，交路包含替饭进入位置和替饭退出位置时将二者之间的车次写入替饭标记，输出交路标记记录；

52、其中替饭进入位置是指交路中替饭车次序列的首个承接位置，由进入站点名称、运行方向、进入绝对时刻和进入车次号确定，原值乘车次在进入位置完成承接后由替饭车次继续运行；替饭退出位置是指同一替饭车次序列的末个承接位置，由退出站点名称、运行方向、退出绝对时刻和退出车次号确定，替饭车次在退出位置完成承接后由后续值乘车次继续运行；

53、s52、对于交路标记记录中的每条交路，首车次起始位置不等于出勤点时，从线路时刻表中读取由出勤点到达首车次起始位置的通行车次并写入坐车出勤标记，末车次终止位置不等于退勤点时读取由末车次终止位置到达退勤点的通行车次并写入坐车退勤标记；同一通行车次被两条以上交路引用时，将引用交路数量写入通行车次的带人标记，末车次终止位置不等于对应运行方向终点站时写入中间站交接标记，输出特殊车次标记记录。

54、在一个优选的实施方式中，在s5中还包括：

55、s53、以线路时刻表中的车次作为编排校验矩阵的行，以特殊车次标记记录中的交路作为编排校验矩阵的列，将交路内待排车次记录包含的车次写入交路时在对应行列位置累加一次，逐行读取编排校验矩阵的累计次数，累计次数等于一次时写入编排通过状态，累计次数为零或不是一次时写入编排异常状态，输出车次编排校验记录；

56、s54、根据特殊车次标记记录逐相邻车次回查候选接续图，终止位置、起始位置和接续间隔均与候选接续边一致时写入承接通过状态，再由交路内各车次的运行时长累加得到值乘时长，并由各候选接续边的休息时长形成休息时长序列，将值乘时长和休息时长序列与交路初排记录对应内容逐项比对；全部比对结果写入通过状态时，按班别归集交路数量和里程总和，并以里程总和除以交路数量得到平均里程，输出交路表优化解析结果。

57、面向不同业务运营模式的交路表优化解析处理系统，所述系统包括场景配置模块、时刻解析模块、接续建图模块、交路编排模块、结果校验模块：

58、场景配置模块，用于读取目标线路、时刻表用途和运营模式，检索场景标识、线路时刻表和规则参数，关联写入场景配置记录；

59、时刻解析模块，用于根据场景配置记录逐车次读取线路时刻表，按次日标记换算到站时刻或离开时刻为绝对时刻，按车次号承接关系和拼接规则合并相邻车次，写入待排车次记录；

60、接续建图模块，用于按绝对时刻匹配前序待排车次终止位置、终止时刻和后序待排车次起始位置、起始时刻，根据通行关系计算接续间隔和休息时长，写入候选接续边形成候选接续图；

61、交路编排模块，用于限定待排车次前后承接位置各一个，按候选接续边计算值乘时长、休息时长及出退勤位置关系，删除违反场景配置记录的候选接续边；以后序待排车次为蚁群算法节点，按信息素量与接续间隔倒数乘积确定转移概率，无未使用候选接续边时从未编排待排车次建立交路，以交路数量及时长离散结果排序更新信息素，相邻两轮首位候选接续边集合一致时输出交路初排记录；

62、结果校验模块，用于依据交路初排记录写入班别和特殊车次标记，回查线路时刻表确定车次编排次数，比对相邻车次终止位置、起始位置和接续间隔，按交路绝对时刻校验值乘时长和休息时长，输出交路表优化解析结果。

63、本发明的技术效果和优点：

64、1、 本方案通过场景配置记录绑定运营模式，并将特殊车次解析为待排车次记录，使车次接续计算具有统一的时间、位置和参数依据，减少运营参数切换时重复接续、遗漏接续及休息信息不一致的情况；

65、2、 将到站时刻和离开时刻换算为绝对时刻，再结合服务号、折返位置和出回场标记合并车次，使跨零时、折返及出入段运行关系进入同一待排车次记录，降低人工拆分特殊车次的工作量；

66、3、 依据终止位置、起始位置和通行关系计算接续间隔与休息时长，并以候选接续图保存车次对关系，使同站承接和坐车通行承接采用相同数据结构，便于后续交路编排统一读取；

67、4、 通过承接位置占用、资源约束标签校正和信息素更新筛选交路候选方案，使每个待排车次的前后承接位置保持单一，并将班别值乘时长、休息时长和出退勤关系纳入交路构造过程；

68、5、 以编排校验矩阵核验值乘车次写入次数，再回查候选接续边和值乘休息时长，使坐车出退勤车次与值乘车次分开处理，并输出班别、特殊车次标记和统计结果齐全的交路表。