Задача корреляции железнодорожного узла

Железнодорожный узел является местом, где сосредоточено большое количество пересекающихся между собой железных дорог, на которых курсируют поезда разных типов. К примеру, железнодорожный узел Pierrefitte-Gonesse в свое время являлся предметом нескольких исследований, представленных в работах [DEL 03; BEN 99; BOU 04а]. Данный узел расположен примерно в десяти километрах от станции Северного вокзала (Франция), а его протяженность составляет шестнадцать километров. Он представляет собой своеобразный перекресток четырех направлений (за исключением RER (Roseau Express Regional — региональной коммерческой сети железнодорожных путей) со множеством многократно взаимопересекающихся линий. Мы различаем три основных типа линий в железнодорожном узле Pierrefitte- Gonesse:

  • — магистральные линии Северного вокзала и Шантийи;
  • — высокоскоростные линии, соединяющие Северный вокзал и г. Лилль;
  • — линии, соединяющие Шантийи и Большую кольцевую дорогу.

Таким образом, через данный узел ежедневно проходят следующие виды поездов:

  • — Высокоскоростные, такие как TGV (французские высокоскоростные поезда) (на севере Франции), Eurostar («Евростар») (в Англию) и Thalys («Талис») (в Бельгии), курсирующие в обоих направлениях. Обычно вышеперечисленные поезда используют высокоскоростные линии, но иногда их направляют на магистральные линии. Данный тип движения относится к разряду загруженных и, вероятно, увеличится в ближайшие годы.
  • — Стандартные пассажирские поезда, курсирующие между Северной станцией и Шантильи в обоих направлениях. Опять-таки, движение поездов между данными пунктами определяется как загруженное. Но, тем не менее, его увеличение в ближайшие годы не предвидится.
  • — Грузовые поезда, курсирующие между Шантильи и Большой кольцевой дорогой. Данный тип движения является более ограниченным, чем два предыдущих, но грузовые поезда сами по себе движутся гораздо медленнее.

Кроме того, другие поезда могут иногда использовать данный узел:

  • — пригородные поезда, которые запускаются на магистральные линии (станция RER Pierrefitte-Gonesse расположена в исследуемой области);
  • — специальные или не попадающие ни под одну категорию поезда, чьи маршруты в данном узле разнообразны. Курсирование буксировщика по замкнутой цепи является примером данного типа движения.

Из вышеуказанного становится ясно, что данный тип движения может вызвать много сбоев, в частности, сбоев движения грузовых поездов, которые затрагивают все линии во время перемещения и которые движутся с гораздо меньшей скоростью, чем другие поезда. Кроме того, наличие большого количества линий, обеспечивающих курсирование поездов в обоих направлениях, не улучшает ситуацию. Оптимизация трафика данного железнодорожного узла представляет собой непростую задачу.

Кроме того, специальные правила безопасности, согласно которым регулируется движение поездов, еще больше усугубляют ситуацию. Железнодорожный узел разделен на области, называемые блоками, как показано на рисунке 5.2. Каждый блок представляет собой расстояние, которое должен преодолеть поезд до своей полной остановки, а также является месторасположением регулирования трафика.

Механизм защиты, используемый с целью избежания стандартных проблем (к ним относится ситуация, когда один поезд догоняет другой на одном железнодорожном пути и несколько поездов простаивают вплотную друг к другу), представляет собой связь одного ресурса для

Пример планирования на железнодорожном узле

Рисунок 5.2. Пример планирования на железнодорожном узле

каждого С-блока. Перед проездом через С-блок на номинальной скорости поезд Тк резервирует один или несколько блоков ниже от блока, через который осуществляется проезд. Это гарантирует наличие как минимум одного пустого блока между двумя поездами. Ресурс освобождается в тот момент, когда поезд покидает соответствующий блок.

Данная операция приводит к возникновению тупиков в точках доступа системы в связи с потреблением общих ресурсов в определенном порядке. Например, прежде чем перейти в С,-блок, первый поезд будет резервировать блоки С2 и С5. Аналогично, второй поезд, переходя в С4- блок, будет резервировать блоки С3 и С6. Для перемещения в С6-блок и возвращения ресурсов (в том числе ресурсов С3-блока), которые впоследствии будут использованы для резервирования С5-блока, в настоящее время назначен первый поезд, который будет освобожден в обмен на ресурс С3 и т.д.

Мы решили остановиться на данном вопросе, поскольку считаем, что наши подходы способны справиться с данной проблемой естественным образом. Наши подходы основаны на моделировании проблемы корреляции в виде задачи достижимости в синхронизированных сетях Петри. Мы используем данный подход для моделирования в следующем разделе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >