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原文传递考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法

专利名称：	考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法
摘要：	本发明属于智能交通领域，具体涉及考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法。所述方法建立了针对周末客流高峰时期的周末列车开行方案模型，目标函数为列车运行总成本最小，总成本由周末方案线的运行成本与平日方案线的运行成本构成。其中，列车成本由固定成本、停站成本、动车组运用成本构成，为了控制列车方案调整手段的顺序，对列车在站重联解编(调整为灵活编组的列车方案线)和处于周末备选列车集合的方案线赋予相应罚值，利用目标函数约束列车方案线的调整手段顺序。本发明所述方法重组运输资源供给，以高效提升运输产品质量，满足客流需求多样性，充分利用运输资源，实现运输组织的提质增效。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京交通大学
发明人：	付慧伶;聂磊;毛子今;贺振欢
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T05:00:00+0805
申请号：	CN201911319003.0
公开号：	CN111098896A
代理机构：	北京集智东方知识产权代理有限公司
代理人：	陈亚斌;关兆辉
分类号：	B61L27/00;G06Q50/30;G06F30/20;B;G;B61;G06;B61L;G06Q;G06F;B61L27;G06Q50;G06F30;B61L27/00;G06Q50/30;G06F30/20
申请人地址：	100044 北京市海淀区西直门外上园村3号
主权项：	1.考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，所述方法包括：以周末列车开行方案运行前的上一时段开行方案为输入，即以周末列车开行调整前上一阶段的平日列车开行方案作为输入；根据上一时段的平日列车开行方案来设计周末列车开行方案备选集合，并对客流需求进行异质性分析；所述周末列车开行方案备选集合包括平日列车备选集合和周末列车备选集合；所述平日列车备选集合是对上一时段的平日列车开行方案进行扩展后产生的备选集合，与所述上一时段的平日列车开行方案相比，平日列车备选集合中列车开行方案的列车起讫点、运行径路与列车停站方案维持不变，对列车编组进行整列加/减编组和灵活编组调整；所述周末列车备选集合与上一时段的平日列车开行方案相比，新增了上一时段的平日列车开行方案中没有的列车起讫点或停站方案；生成周末列车开行方案时，从设计的所述周末列车开行方案备选集合中选择平日列车开行方案线和周末列车开行方案线，列车开行总成本由所述平日列车开行方案线的开行成本和所述周末列车开行方案线的开行成本构成；以所述列车开行总成本最小为目标，构建目标函数；对处于所述周末列车备选集合的周末列车开行方案线以及调整为灵活编组的列车方案线赋予相应罚值，利用目标函数约束列车方案线的调整手段顺序；在周末列车开行方案运行周期内，对OD服务频率、区间服务频率、动车组数量、方案相似度、上下行对称、线路能力均进行约束。 2.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，以所述列车开行总成本最小为目标，构建的所述目标函数为：式中： L：所有备选方案线的集合，l∈L表示各条备选方案线； LW为平日列车备选集合； LEW为周末列车备选集合；方向为k的周末列车备选集合中新增方案线l的开行频率； flk：方向为k的属于平日列车备选集合中的方案线l的开行频率； k：列车开行的上下行方向，0为下行，1为上行； wl：每条备选方案线l的开行成本，成本中考虑了列车编组及解编、加开新线的价格。 3.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，对OD服务频率进行约束，包括对大站客流OD和其它客流OD分级进行求解：式中： U：OD集合，u∈U表示集合中的每个OD； Lu：对每个ODu∈U，能够为ODu提供服务的列车备选线集合，表示备选集中列车备选线与OD的覆盖关系； E：所有运行区段集合，e∈E表示路网中的每个列车运行区段，列车运行区段为路网中每两个相邻车站间的区段； LH：服务于大站的列车备选线集合； UH：大站OD集合；每个OD对u在方向k上的列车服务频率需求。 4.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，基于集合覆盖，对区间服务频率进行约束，将区间服务频率转化为区间坐席能力，为每个线路区间提供满足区段客流密度的坐席能力，供旅客自由选择：式中： Le：对每个区段e∈E，运行径路覆盖路网区段e的列车备选线集合，表示备选集中列车与区段的覆盖关系； μl：对于编组固定的周末备选集，每条备选方案线各区间的编组相同，即平日备选集中，方向为k时，备选方案线l在区段e上的编组信息，为已知常数， E：所有运行区段集合，e∈E表示路网中的每个列车运行区段，列车运行区段为路网中每两个相邻车站间的区段。 5.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，所述方法从可行性与实用性的角度出发，对区间动车组数量进行约束，具体为：在周末列车开行方案运行周期内，各区间的通过列车数量满足区间通过能力约束：式中：每个区段e在方向k上的列车服务频率需求；对于仅能始发终到列车但不能在线解编的车站i，保证始发的动车组数量不超过周末列车开行方案运行周期前站存动车组数量与终到动车组数量之和：对于能够进行始发终到且在线解编作业的车站i，始发的动车组数量不超过列车运行周期前站存动车组数量、终到动车组数量以及在车站i解编的动车组数量之和：式中： DLi：从车站i∈SDA始发的列车备选线集合； ALi：终到车站i∈SDA的列车备选线集合； S：所有车站集合，i∈S表示路网中的每个车站； SJ：有在线解编能力的车站集合； SDA：所有具有始发终到列车能力的车站集合；平日备选集中，方向为k时，备选方案线l从车站i出发时的列车编组，平日备选集中，方向为k时，备选方案线l到达车站i时的列车编组， sparei：车站i∈SDA在此运行周期前剩余的动车组数量； SSi：在车站i∈SJ解编的列车集合。 6.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，对周末列车开行方案和上一时段的平日列车开行方案进行相似度约束，以减小两方案间的调整幅度：式中： α：平日列车开行方案上下行方案相似系数； β：周末列车开行方案上下行起讫点对称系数。 7.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，考虑列车运行图铺画，对上下行方案进对称性约束，为了减少其对产品多样性的影响，不严格约束列车成对开行，只对起讫点进行约束，便于后续对运行图进行铺画：式中： QQDj：列车起讫点种类j的集合； fl0，fl1，分别表示下行方案中采用的平日方案线频率、周末方案线频率与上行方案中采用的平日方案线频率、周末方案线频率。 8.根据权利要求1所述考虑客流波动及方案衔接性的周末列车开行方案建模方法，其特征在于，在周末列车开行方案运行周期内，各车站接发车数量满足其接发车的线路能力约束：式中：运行周期内，车站i在k方向的始发能力；运行周期内，车站i在k方向的终到能力；考虑存在旅客换乘情况，不研究针对换乘旅客的服务，但对各车站的列车服务频率进行下限约束：决策变量约束： flk≥0,integer；式中：Ls表示服务于车站s的列车集合。
所属类别：	发明专利