一种基于区间断面客流的高铁列车开行方法技术

一种基于区间断面客流的高铁列车开行方法，包括以下步骤：先通过高铁网络运营系统获取高铁车站信息，并将高铁网络分解为若干区段；按照多个等级确定高铁列车停站模式；然后对各区段的O‑D需求按停站模式进行分类；再获取过去各区段实际O‑D需求的数据，利用线性二次指数平滑预测法获取经过各区段每一类O‑D的时变需求；以此为基础按照从高到低等级列车的顺序制定各区段开行方案单元；再利用拼接组合将各开行方案单元拼接组合成为初始列车开行方案；最后对该方案进行调整，使其满足各项约束性条件，并利用模拟退火算法进行优化，依据优化结果开行各趟高铁列车。本发明专利技术能综合考虑高铁系统效益和旅客需求，有助于提高高速铁路系统运营效益。

【技术实现步骤摘要】
201610153492

【技术保护点】
一种基于区间断面客流的高铁列车开行方法，包括以下步骤：步骤1：通过高铁网络运营系统获取特定高铁网络中全部的高铁车站信息，并基于特定的高铁车站将高铁网络分解为若干个区段；步骤2：按照由高到低的多个等级确定高铁列车停站模式；步骤3：在所述的各个区段，对经过该区段的O‑D需求按上述的高铁列车停站模式进行分类；步骤4：通过高铁网络运营系统获取过去历年各区段实际O‑D需求的统计数据，再利用线性二次指数平滑预测法，获取经过各区段的每一类O‑D的时变需求；步骤5：针对各区段的每一类O‑D的时变需求，以高铁列车停站模式中确定的高铁列车等级为基础，按照从高等级列车到低等级列车的顺序制定各区段的开行方案单元；步骤6：利用拼接组合的方法，综合考虑各区段高铁列车的径路、列车等级、始发时间和区间断面需求，将上述确定的相邻各区段的开行方案单元拼接组合成为高铁网络上初始列车开行方案；采用列车开行方案调整策略，对得到的高铁网络上初始列车开行方案进行调整，使调整后的列车开行方案满足各项约束性条件，并利用模拟退火算法对调整后的列车开行方案进行优化，最后依据优化后的列车开行方案开行高铁网络上的各趟高铁列车。

【技术特征摘要】
1.一种基于区间断面客流的高铁列车开行方法，包括以下步骤：步骤1：通过高铁网络运营系统获取特定高铁网络中全部的高铁车站信息，并基于特定的高铁车站将高铁网络分解为若干个区段；步骤2：按照由高到低的多个等级确定高铁列车停站模式；步骤3：在所述的各个区段，对经过该区段的O-D需求按上述的高铁列车停站模式进行分类；步骤4：通过高铁网络运营系统获取过去历年各区段实际O-D需求的统计数据，再利用线性二次指数平滑预测法，获取经过各区段的每一类O-D的时变需求；步骤5：针对各区段的每一类O-D的时变需求，以高铁列车停站模式中确定的高铁列车等级为基础，按照从高等级列车到低等级列车的顺序制定各区段的开行方案单元；步骤6：利用拼接组合的方法，综合考虑各区段高铁列车的径路、列车等级、始发时间和区间断面需求，将上述确定的相邻各区段的开行方案单元拼接组合成为高铁网络上初始列车开行方案；采用列车开行方案调整策略，对得到的高铁网络上初始列车开行方案进行调整，使调整后的列车开行方案满足各项约束性条件，并利用模拟退火算法对调整后的列车开行方案进行优化，最后依据优化后的列车开行方案开行高铁网络上的各趟高铁列车。2.根据权利要求1所述的基于区间断面客流的高铁列车开行方法，其特征在于：所述步骤1中，将高铁网络分解为若干个区段的具体操作过程如下：查勘各高铁车站的位置信息及服务能力信息，并以满足下述要求A-C中至少一种要求的高铁车站作为分界点分解高铁网络，将每条高铁线路分解成互不重合的离散区段；A)能提供列车始发服务；B)能提供列车终到服务；C)位于高铁线路交叉处。3.根据权利要求1所述的基于区间断面客流的高铁列车开行方法，其特征在于：所述步骤2中，确定高铁列车停站模式的具体操作如下：通过高铁网络运营系统采集所述高铁网络中各高铁车站的旅客出行需求数据信息以及高铁车站设备配置条件信息，根据获取的旅客出行需求数据信息以及高铁车站设备配置条件信息将高铁网络中的高铁车站划分为多个等级，同时将高铁列车划分为多个等级，且使得高铁列车的停站模式数与高铁车站等级数、高铁列车等级数均相等，记为N；同时设定第i类停站模式表示等级数为i的高铁列车只在等级数值不超过i的高铁车站停车，i∈N。4.根据权利要求3所述的基于区间断面客流的高铁列车开行方法，其特征在于：所述步骤2中，N＝3，即停站模式数为三类，且高铁车站等级数与高铁列车等级数均为三个等级，其中，设定第1等级的级别最高，第3等级的级别最低；在所述步骤1中分解后的某一特定区段l上，确定区段l上高铁列车遵循的停站模式如下：第i类停站模式是指：在始发站与终到站之间的区段l运行的第i等级的高铁列车，控制其仅在该区段l沿线的第1等级至第i等级的高铁车站进行停靠，i＝1，2，3。5.根据权利要求2、3或4所述的基于区间断面客流的高铁列车开行方法，其特征在于：所述步骤3中，对经过该区段的O-D需求按高铁列车停站模式进行分类的具体操作如下：记高铁网络的O-D需求集为RS，对于区段l，根据其N类停站模式，对O-D需求进行分类：先选择等级最高的高铁列车所属的最高级别的停站模式，再降低等级选择其他较低等级、直至最低等级高铁列车所属的第i类停站模式，i大于1；区段l上选择最高级别的停站模式的O-D需求包括：(3.1)起点和终点均为区段l外高铁车站的O-D需求；(3.2)起点为区段l外、终点为区段l内第1等级高铁车站的O-D需求；(3.3)起点为区段l内的第1等级高铁车站、终点为区段l外车站的O-D需求；(3.4)起点和终点都是区段l内第1等级高铁车站的O-D需求；区段l上选择其他较低等级、直至最低等级高铁列车所属的停站模式的O-D需求包括：(3.5)起点为区段l外、终点为区段l内第i等级高铁车站的O-D需求；(3.6)起点为区段l内的第i等级高铁车站、终点为区段l外车站的O-D需求；(3.7)起点为区段l内的第1至i等级高铁车站而终点是区段l内的第i等级高铁车站的O-D需求；(3.8)起点为区段l内的第i等级高铁车站而终点是区段l内的第1至i等级高铁车站的O-D需求。6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于区间断面客流的高铁列车开行方法，其特征在于：所述步骤4的具体操作如下：记高铁网络G＝(V，A)，其中V为车站集，A为区间集，a＝（vi，vj)∈A，vi，vj∈V表示一区间，区段l中所包含的区间集合为Al；记xa(t)为区间a∈A、在时刻t∈[T1，T2]的客流需求，称之为区间断面需求，其中T1，T2分别是高铁开行方案规划服务的起始时间和终止时间；对于该区间的每一个O-D类，也具有相应的区间断面需求；对于区段l，分别记3类O-D为在区间a∈A产生的区间断面需求记为称a∈A为第i类区间断面需求，则满足以下关系：xa(t)=Σi=13xai(t),t∈[T1,T2],α∈A]]>再根据获取的历年各区段实际O-D需求的统计数据，利用线性二次指数平滑预测法，对本年度的区间断面需求进行预测；令时间τ的一次指数平滑预测值为二次指数平滑预测值为实际值为则：x‾ai(x)=x‾ai(z-1)+α(xai(x-1)-x‾ai(z-1)),i=1,2,3,a∈A]]>x&O...

【专利技术属性】
技术研发人员：史峰，徐光明，赵烁，秦进，邓连波，周文梁，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43