高速铁路行车调度智能化关键理论

本书介绍数据科学、人工智能理论应用于高速列车行车指挥智能化的理论和方法，为提高高速铁路调度决策的智能化和自动化水平提供理论依据和方法。全书共7章，包括绪论、高速铁路调度指挥数据分析、高速列车晚点状态分析理论、高速列车晚点程度分级理论、高速铁路到发线冲突智能检测理论、高速列车晚点网络化传播理论、高速铁路行车调度智能决策理论。
本书可作为轨道交通运输专业高年级本科生、研究生的教材或教辅资料，也可作为轨道交通运输、大数据、人工智能等领域的科研工作者和生产管理及技术人员的参考书。

丛书序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 人工智能在高速铁路行车调度指挥中的应用 4
1.2.1 列车晚点状态分析与评估研究 5
1.2.2 列车晚点传播预测研究 6
1.2.3 列车运行调整智能化决策研究 10
1.2.4 既有研究的特征及研究动向 11
1.3 主要内容 16
第2章 高速铁路调度指挥数据分析 17
2.1 高速铁路调度指挥数据概述 17
2.1.1 列车运行数据 18
2.1.2 天气数据 20
2.1.3 车站布置图数据 20
2.1.4 动车组车底周转数据 21
2.2 晚点致因数据文本处理 21
2.2.1 文本预处理 21
2.2.2 晚点致因文本特征处理 23
2.2.3 获取晚点原因句向量 24
2.3 列车晚点时空分布规律 26
2.3.1 晚点不同时段分布规律 26
2.3.2 晚点时空分布规律 29
2.4 进路冲突与晚点分析 32
2.4.1 到发线运用分析 32
2.4.2 到达进路冲突 35
2.4.3 出发进路冲突 38
第3章 高速列车晚点状态分析理论 42
3.1 列车连带晚点横向传播过程 42
3.2 列车连带晚点传播的马尔可夫模型 44
3.3 基于晚点类型的晚点传播分析 46
3.3.1 划分晚点状态集 47
3.3.2 建立转移概率矩阵 48
3.3.3 不同时段的高速列车晚点传播分析 50
3.3.4 高峰时段的高速列车晚点传播分析 51
3.4 基于晚点强度的连带晚点传播分析 53
3.4.1 划分晚点状态集 53
3.4.2 不同时段的高速列车连带晚点传播分析 54
3.4.3 高峰时段的高速列车连带晚点传播分析 55
第4章 高速列车晚点程度分级理论 57
4.1 列车晚点静态分级模型 57
4.1.1 高速列车晚点分级指标 57
4.1.2 高速列车晚点聚类分级模型 59
4.2 列车晚点动态分级模型 71
4.2.1 高速列车晚点动态分析的马尔可夫模型 71
4.2.2 按站序的列车晚点等级动态分析 74
4.2.3 按时序的车站晚点响应动态分析 80
第5章 高速铁路到发线冲突智能检测理论 85
5.1 到发线运用冲突产生机理及判定准则 85
5.1.1 到发线运用冲突产生机理 85
5.1.2 到发线运用冲突判定准则 86
5.2 到发线运用冲突与列车晚点的互馈模型 89
5.2.1 基于隐马尔可夫的到发线冲突与列车晚点关系 89
5.2.2 基于冲突强度的到发线冲突转移分析 95
5.3 高速铁路列车运行冲突预测模型 101
5.3.1 模型特征向量选择 101
5.3.2 冲突预测模型 102
5.3.3 模型对比及评估 109
第6章 高速列车晚点网络化传播理论 112
6.1 考虑潜在进路冲突的多线衔接站列车到达晚点预测 112
6.1.1 问题描述 112
6.1.2 影响因素分析 112
6.1.3 数据描述与模型假设 119
6.1.4 模型构建与编译 126
6.1.5 预测结果分析 132
6.2 考虑动车组车底周转及潜在进路冲突的列车始发晚点预测 140
6.2.1 问题描述 140
6.2.2 数据描述与影响因素分析 143
6.2.3 模型构建 148
6.2.4 预测结果分析 153
6.2.5 始发晚点动态预测 160
6.3 本章小结 161
第7章 高速铁路行车调度智能决策理论 163
7.1 调度策略决策机理模型 163
7.1.1 调度策略决策分析问题描述 163
7.1.2 调度策略决策分析模型 167
7.1.3 案例分析 173
7.2 调度策略影响机理模型 188
7.2.1 调度策略影响机理问题描述 189
7.2.2 模型的输入与输出 191
7.2.3 CNN-RF模型 197
7.2.4 案例分析 200
7.3 调度策略关联规则模型 212
7.3.1 问题描述 212
7.3.2 基于历史数据的调度策略统计分析 213
7.3.3 调度策略关联分析 215
7.4 基于机器学习的高速列车晚点恢复策略预选研究 219
7.4.1 问题分析 220
7.4.2 车站晚点恢复策略预选研究 221
7.4.3 区间晚点恢复策略预选研究 227
参考文献 234
《交通与数据科学丛书》书目 242