一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法技术

本发明专利技术公开了一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，涉及轨道交通安全领域。本发明专利技术包括以下步骤：构建系统控制目标函数，所述目标函数包括第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为客流出行延误时间总量最小函数；所述第二目标函数为各车站乘客上车人数与实际乘客需求之比的方差和最小函数；构建协同控制约束条件，包括客流需求约束，车站设施通行能力约束，车站设施容纳能力约束以及区间通过客流约束。本发明专利技术的协同控制方法综合考虑了乘客出行延误时间的最小化和客流协同控制的公平性问题，其所得方案具有更优的出行表现，以及更切合实际的可操作性。以及更切合实际的可操作性。以及更切合实际的可操作性。

【技术实现步骤摘要】
一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通安全领域，更具体的说是涉及一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法。

技术介绍

[0002]目前在北京，上海，广州等城市，城市轨道交通系统早晚高峰已经采取部分车站常态化客流控制措施，来延缓客流拥挤，减少客运压力。但客流控制措施实施过程中多无明确的理论，客流控制车站，客流控制时间，客流控制强度的确定多依据车站管理人员的经验，主观性较强，缺乏科学和精准的理论指导，基于此指定的客流控制方案具有很强的局限性，客流控制效果也难以评估。另轨道交通网络趋势明显，线路之间的耦合关系愈发密切。客流再线网中的传播特性更加的复杂，影响范围更广，车站严重拥挤，线路运能不足问题可能会放大并扩散整条线路乃至整个网路，导致点，线，面，的系统性瘫痪。然而采用的客流控制方案多为单个车站客流控制，并未考虑线路上车站之间相互影响，这导致客流控制效果差强人意。综上考虑车站之间的联系，以优化线路整体的客流组织效果为目标，研究线路上多站点客流协调控制方案具有十分现实和理论意义。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，通过城市交通线网中车站的相互联系、相互作用，结合客流分布特性和客流传播规律，在整条线路上进行客流控制，该客流控制方法在考虑需客流控制站点自身客流需求的同时，还关注相邻车站客流的影响，多站点协调利用列车运力，对缓解线路上多站拥挤具有较好的效果。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，包括以下步骤：
[0006]构建系统控制目标函数，所述目标函数包括第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为客流出行延误时间总量最小函数；所述第二目标函数为各车站乘客上车人数与实际乘客需求之比的方差和最小函数；
[0007]构建协同控制约束条件，包括客流需求约束，车站设施通行能力约束，车站设施容纳能力约束以及区间通过客流约束。
[0008]可选的，所述第一目标函数的计算公式如下：
[0009][0010]其中，t表示客流控制时段顺序编号，t＝1，2，3，
…
，T；k表示车站编号；K表示车站集合；T表示客流控制时段集合；表示第t个客流控制时段内限制进站乘客人数；Δt每个客流控制时段的时长；第t个客流控制时段内车站k的滞留人数；f列车发车间隔。
[0011]可选的，所述第二目标函数的计算公式如下：
[0012][0013]其中，t表示客流控制时段顺序编号，t＝1，2，3，
…
，T；k表示车站编号；K表示车站集合；T表示客流控制时段集合；表示第t个客流控制时段内车站k的进站人数，表示第t个客流控制时段内实际客流需求。
[0014]可选的，还包括对客流控制强度进行约束，约束为其中λ客流控制系数，表示第t个客流控制时段内实际客流需求，表示第t个客流控制时段内限制进站乘客人数。
[0015]可选的，客流需求约束的具体为：
[0016]第t个时段内轨道线路单方向第k个车站的乘客需求矩阵表述为：
[0017][0018]矩阵中，表示在第t时段到达k1车站最后以k2为目的地的客流数量，需满足：
[0019]且
[0020]可选的，车站设施通行能力约束具体为：第t个客流控制时段的k站实际客流需求包括本客流控制时段内新到客流数量以及第t
‑
1客流控制时段内被限制进站客流满足计算式
[0021][0022][0023][0024]第t个客流控制时段内，车站k的进站客流应小于车站闸机的通行能力C
k0
，即
[0025]可选的，当第t客流控制时段内，车站k站台上聚集的客流数量大于到达k站前列车的剩余运力与在k站下车的客流数量之和则上车乘客为站台将
产生留乘客流反之当站台聚集的客流数量小于剩余运力和下车客流数量的和，则上车客流数量为站台聚集客流，站台上无留乘客流；计算公式为：
[0026][0027]其中，为第t客流控制时段内车站k站台上聚集的客流数量；当t＝1 时，进站客流数量与站台集聚人数相同；当t>1时，站台集聚人数等于t
‑
1个客流控制时段内滞留的乘客数量和t客流控制时段内进站客流数量之和，即
[0028][0029]还包括在t客流控制时段内车站k站台上集聚的客流数量需小于在安全密度下站台最大容纳人数，即
[0030][0031]可选的区间通过客流约束的公式如下：
[0032][0033][0034]C
kmax
(t)＝C0x
l
(t)σ
max
；
[0035]其中，表示第t个客流控制时段车站k至k+1区间的通过客流量，表示第t个客流控制时段内车站k的上车人数，表示第t个客流控制时段内车站k的下车人数，C
kmax
(t)表示第t个客流控制时段车站k至k+1区间的最大通行能力。
[0036]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，运用协同控制方法综合考虑了乘客出行延误时间的最小化和客流协同控制的公平性问题，其所得方案具有更优的出行表现，以及更切合实际的可操作性。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0038]图1为本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]本专利技术实施例公开了一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，如图1所示，构建城市轨道交通多站点行人流协同控制模型的步骤如下：
[0041]构建协同控制目标函数。本专利技术取客流出行延误时间总量最小(目标函数1)、各车站乘客上车人数与实际乘客需求之比的方差和最小(目标函数2) 为协同控制的两个目标函数。
[0042]其中，目标函数1的计算方法为：
[0043][0044]客流出行延误时间包括两个部分：一是乘客在站台上因客流较多在到达站台后，无法登上停站的首班列车，滞留站台而造成的延误时间；二是当客流继续增多，在该客流控制时段内站外存在被限制进站的乘客，而造成出行延误时间。
[0045]目标函数2的计算方法为：
[0046][0047]由于列车停靠车站本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：构建系统控制目标函数，所述目标函数包括第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为客流出行延误时间总量最小函数；所述第二目标函数为各车站乘客上车人数与实际乘客需求之比的方差和最小函数；构建协同控制约束条件，包括客流需求约束，车站设施通行能力约束，车站设施容纳能力约束以及区间通过客流约束。2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，其特征在于，所述第一目标函数的计算公式如下：其中，t表示客流控制时段顺序编号，t＝1，2，3，
…
，T；k表示车站编号；K表示车站集合；T表示客流控制时段集合；表示第t个客流控制时段内限制进站乘客人数；Δt每个客流控制时段的时长；第t个客流控制时段内车站k的滞留人数；f列车发车间隔。3.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，其特征在于，所述第二目标函数的计算公式如下：其中，t表示客流控制时段顺序编号，t＝1，2，3，
…
，T；k表示车站编号；K表示车站集合；T表示客流控制时段集合；Q
k
j(t)表示第t个客流控制时段内车站k的进站人数，Q
k
r(t)表示第t个客流控制时段内实际客流需求。4.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，其特征在于，还包括对客流控制强度进行约束，约束为其中λ客流控制系数，表示第t个客流控制时段内实际客流需求，表示第t个客流控制时段内限制进站乘客人数。5.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通多站点行人流协同控制方法，其特征在于，客流需求约束的具体为：第t个时段内轨道线路单方向第k个车站的乘客需求矩阵表述为：矩阵中，表示在第t时段到达k1车站最后以k2为目的地的客流...

【专利技术属性】
技术研发人员：董升，周继彪，张振亚，张敏捷，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：