基于马尔科夫链的高铁列车连带晚点横向传播

基于高铁列车运行实绩,将列车晚点分为初始晚点和连带晚点,挖掘连带晚点时空分布的宏观特性,分析车站层面高铁列车连带晚点横向传播及晚点恢复过程。分析列车的到站状态仅与前行列车的到站状态有关,故列车到站是一个具有“无后效性”的随机过程。将连带晚点横向传播过程视为齐次马尔科夫链,并基于状态转移概率矩阵分析不同晚点状态和连带晚点强度下的列车晚点横向传播规律。基于广深高铁列车运行实绩,研究列车不同晚点状态对晚点传播的影响,结果表明:后行列车的连带晚点不可能由非晚点列车造成,在部分区段内连带晚点随列车运行距离的增加出现“累积”趋势,且连带晚点较初始晚点更易造成晚点传播;随着到站间隔的增加,后行列车发生连带晚点的概率逐渐减小,经过6个到站间隔后,各列车到站状态的概率基本稳定。分析不同强度的连带晚点对晚点横向传播的影响,由一步、二步和三步转移概率矩阵结果得出:不同时长的连带晚点发生的概率随连带晚点时长的增大而降低,且不同强度的连带晚点都对后行第1列列车的影响程度最大。结论有助于减少列车间的相互作用干扰,提高运行图鲁棒性,并为高速铁路调度指挥决策,优化列车运行组织提供参考。