多制式协同的列车运行一体化调整方法及系统技术方案

本发明专利技术提供多制式协同的列车运行一体化调整方法及系统，属于列车运行控制技术领域，以最小化地铁列车实际到发时间与计划到发时间之差为目标，构建地铁列车和市郊列车间的多制式列车协同调整模型；基于多制式列车系统调整模型，以最小化过轨站滞留旅客数为目标，建立市郊列车过轨调整模型；结合多制式列车协同模型和市郊列车过轨调整模型，以最小化过轨站滞留旅客数和过轨实际到发时间与计划到发时间之差为目标，建立综合调整模型。本发明专利技术降低了过轨列车延误给本线列车的影响，减少了总延误，减少了过轨站滞留旅客数量，满足多制式协同运营模式下针对列车延误场景和客流需求的运行调整需要，为多制式协同运营模式下调度人员的行车指挥提供参考。员的行车指挥提供参考。员的行车指挥提供参考。

【技术实现步骤摘要】
多制式协同的列车运行一体化调整方法及系统


[0001]本专利技术涉及列车运行控制
，具体涉及一种多制式协同的列车运行一体化调整方法及系统。

技术介绍

[0002]随着旅客的出行范围不断扩大，出行目的越来越多元化，出行结构日趋复杂。为满足旅客日益增长的出行需求，在城市群之间及大型城市内部，已基本建成以高铁、城铁、普铁、地铁等多种制式为主体的轨道交通网络。然而由于各种制式轨道交通的功能与定位不用，现阶段各制式轨道交通运营相对独立，乘客需要在不同制式的轨道交通间多次换乘，严重制约了出行效率，同时，换乘车站在高峰期会产生大量换乘客流，给车站运营组织带来巨大挑战，如，人工成本、时间成本等。
[0003]为解决以上问题，不同制式轨道交通的过轨运营，即一种类型的列车可以在不同制式的线路上贯通运行，可减少乘客的旅行时间和枢纽站的客流积聚。然而该种复杂的运营模式给列车调度工作带来了更大的挑战，当过轨运行的列车发生延误时，会同时影响到两种制式线路，造成更大规模的延误。同时对于客流的不确定性，如何通过协同调整两种制式列车的运行图，来更好的满足客流需求，也是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种降低了列车延误程度，减少了车站旅客滞留量的多制式协同的列车运行一体化调整方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供一种多制式协同的列车运行一体化调整方法，包括：
[0007]以最小化地铁列车实际到发时间与计划到发时间之差为目标，满足停站时间约束、区间运行时分约束、追踪间隔安全约束、过轨站衔接约束、禁止越行约束以及越行站选择及折返约束，构建地铁列车和市郊列车间的多制式列车协同调整模型；
[0008]基于所述多制式列车系统调整模型，结合动态客流需求，以最小化过轨站滞留旅客数为目标，建立市郊列车过轨调整模型；
[0009]结合所述多制式列车协同模型以及市郊列车过轨调整模型，以最小化过轨站滞留旅客数和最小化过轨实际到发时间与计划到发时间之差为目标，建立综合调整模型；
[0010]求解所述综合调整模型，得到列车运行调整方案。
[0011]优选的，所述多制式列车系统调整模型的目标函数为：
[0012][0013]i∈I,k∈K
[0014]其中，共有m个车站，地铁列车总数为n列，I、K分别为列车集合和车站集合；以最小
化地铁列车i受影响程度为目标，即地铁列车i在车站k的受影响程度可以表示为实际到站时间实际发车时间与计划到站时间计划发车时间的差值，差值越大影响越大，地铁列车运行线路的第一个车站为过轨站，过轨站为市郊列车自始发站起经过的第a个车站。
[0015]优选的，所述市郊列车过轨调整模型的目标函数为：
[0016][0017]其中，后一趟地铁列车i
″
滞留在过轨站的人数由增加的旅客数量减去出站人数与地铁列车和市郊列车两种类型列车搭载的人数的和得到。
[0018]优选的，过轨站增加旅客数量和为市郊列车j上的乘客数过轨站进站人数e
k
·
T
i
′
,j
以及上一趟地铁列车i
′
的滞留人数三者之和，其中e
k
为单位时间内过轨站的进站人数，T
i
′
,j
为市郊列车j进入过轨站时与上一趟发车的地铁列车i
′
的间隔；车站的最大旅客数量不应超过车站最大客流承载量CP，则过轨站增加旅客数量和表示为：
[0019]由于所有以地铁线路车站为终点的乘客均可选择地铁列车出行，后一趟地铁列车i
″
搭载的人数为：(1
‑
γ)
·
CT；其中，γ为地铁列车通过站乘客预留系数，(1
‑
γ)
·
CT表示地铁列车减去预留给后续快车通过站乘客的载客量后，在过轨站可以搭载的人数；
[0020]市郊列车j搭载的人数可用以下式子表示：
[0021][0022]其中，λ为市郊列车j在需停车车站的出行需求乘客比例，市郊列车j只搭载以需停车车站为终点的乘客，用表示，同时，市郊列车j可搭载的乘客数不能超过其最大载客量；用来判断市郊列车j是否过轨进入地铁列车线路运行，当前往需停车车站的乘客数量大于地铁列车i
″
在过轨站可以搭载的人数时，安排市郊列车j临时进入地铁列车线路运行：
[0023][0024][0025]为1时，需要安排市郊列车j临时进入地铁线路运行，为0时，不需要安排市郊列车j临时进入地铁线路运行；市郊列车j在过轨站出站的人数为ω为市郊列车j在过轨站出站的乘客比例；
[0026]则，后一趟地铁列车i
″
滞留在过轨站的人数为：
[0027][0028]其中，CT表示列车最大载客量。
[0029]优选的，虑到过轨站的设置、列车最小安全行车间隔以及地铁列车i的最大允许停车时间，根据客流需求判定市郊列车需要过轨进入地铁线路运行后，还要判断地铁线路运行间隔以及越行站的设置情况是否允许市郊列车插入地铁线路运行，对于决策变量只有当市郊列车j允许过轨进入地铁时，才有意义，因此，决策变量与满足以下关系：
[0030]优选的，采用线性加权和方法，将两个目标归一化为相同的量纲，综合调整模型的双目标函数为：
[0031][0032]其中，a1和a2分别为两个目标的权重，它们的和为1且都是正数；o1′
和o
′2分别是地铁列车总晚点时间和过轨站总滞留乘客数量的标称值。
[0033]第二方面，本专利技术提供一种多制式协同的列车运行一体化调整系统，包括：
[0034]第一构建模块，用于以最小化地铁列车实际到发时间与计划到发时间之差为目标，满足停站时间约束、区间运行时分约束、追踪间隔安全约束、过轨站衔接约束、禁止越行约束以及越行站选择及折返约束，构建地铁列车和市郊列车间的多制式列车协同调整模型；
[0035]第二构建模块，用于基于所述多制式列车系统调整模型，结合动态客流需求，以最小化过轨站滞留旅客数为目标，建立市郊列车过轨调整模型；
[0036]第三构建模块，用于结合所述多制式列车协同模型以及市郊列车过轨调整模型，以最小化过轨站滞留旅客数和最小化过轨实际到发时间与计划到发时间之差为目标，建立综合调整模型；
[0037]求解模块，用于求解所述综合调整模型，得到列车运行调整方案。
[0038]第三方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上所述的多制式协同的列车运行一体化调整方法。
[0039]第四方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多制式协同的列车运行一体化调整方法，其特征在于，包括：以最小化地铁列车实际到发时间与计划到发时间之差为目标，满足停站时间约束、区间运行时分约束、追踪间隔安全约束、过轨站衔接约束、禁止越行约束以及越行站选择及折返约束，构建地铁列车和市郊列车间的多制式列车协同调整模型；基于所述多制式列车系统调整模型，结合动态客流需求，以最小化过轨站滞留旅客数为目标，建立市郊列车过轨调整模型；结合所述多制式列车协同模型以及市郊列车过轨调整模型，以最小化过轨站滞留旅客数和最小化过轨实际到发时间与计划到发时间之差为目标，建立综合调整模型；求解所述综合调整模型，得到列车运行调整方案。2.根据权利要求1所述的多制式协同的列车运行一体化调整方法，其特征在于，所述多制式列车系统调整模型的目标函数为：i∈I,k∈K其中，共有m个车站，地铁列车总数为n列，I、K分别为列车集合和车站集合；以最小化地铁列车i受影响程度为目标，即地铁列车i在车站k的受影响程度可以表示为实际到站时间实际发车时间与计划到站时间计划发车时间的差值，差值越大影响越大，地铁列车运行线路的第一个车站为过轨站，过轨站为市郊列车自始发站起经过的第a个车站。3.根据权利要求2所述的多制式协同的列车运行一体化调整方法，其特征在于，所述市郊列车过轨调整模型的目标函数为：其中，后一趟地铁列车i
″
滞留在过轨站的人数由增加的旅客数量减去出站人数与地铁列车和市郊列车两种类型列车搭载的人数的和得到。4.根据权利要求3所述的多制式协同的列车运行一体化调整方法，其特征在于，过轨站增加旅客数量和为市郊列车j上的乘客数过轨站进站人数e
k
·
T
i
′
,j
以及上一趟地铁列车i
′
的滞留人数三者之和，其中e
k
为单位时间内过轨站的进站人数，T
i
′
,j
为市郊列车j进入过轨站时与上一趟发车的地铁列车i
′
的间隔；车站的最大旅客数量不应超过车站最大客流承载量CP，则过轨站增加旅客数量和表示为：由于所有以地铁线路车站为终点的乘客均可选择地铁列车出行，后一趟地铁列车i
″
搭载的人数为：(1
‑
γ)
·
CT；其中，γ为地铁列车通过站乘客预留系数，(1
‑
γ)
·
CT表示地铁列车减去预留给后续快车通过站乘客的载客量后，在过轨站可以搭载的人数；市郊列车j搭载的人数可用以下式子表示：其中，λ为市郊列车j在需停车车站的出行需求乘客比例，市郊列车j只搭载以需停车车
站为终点的乘客，用表示，同时，市郊列车j可搭载的乘客数不能超过其最大载客量；用来判断市郊列车j是否过...

【专利技术属性】
技术研发人员：董海荣，刘岳嵩，周敏，马建军，王斌，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：