一种高速铁路列车超长编组运营实现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速铁路列车超长编组运营实现方法及装置，其方法步骤为；根据历史数据，预测研究旅客需求分布信息；获得列车运行区间所有车站站台配置信息及运行信息；基于列车运行时刻表信息和客流数据以及车站站台配置信息，构建满足高铁列车超长编组运营安全的席位分配方案数学模型；采用启发式求解法求解构建的数学模型；获得列车在各车站站台停靠位置方案，列车车厢门控制方案以及列车的席位分配方案；将列车车厢门控制方案发送给独立车厢门控制装置；将列车席位分配方案发给售票系统。本发明专利技术在不增加高铁线路设施的基础上实现高速铁路超长编组列车运营，可以缓解部分时段高铁线路能力不充足的矛盾，并提高了经济效益和服务水平。和服务水平。和服务水平。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路列车超长编组运营实现方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种高速铁路列车超长编组运营实现方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，我国已经建成了日益完善的高速铁路运营网络，已经成为我国旅客中长途的主要运输方式之一。此外，高水平的高铁客运服务也带来了高速增长的旅客需求，但因我国幅员辽阔，人口基数大，客流在时空上呈现极度不均衡的分布，导致部分线路在高峰时段依然存在运输能力严重不足的问题。
[0003]为了更好的满足旅客的出行需求，高速铁路网络逐渐采用大编组、高速度、高密度列车运营模式来提高高峰时期的运输能力。一方面，追求更高速度、更高密度的列车运营也给实际铁路运营组织带来极大的挑战，并且增加了系统的潜在风险；另一方面，受到车站站台等基础设施的限制，列车编组无法进一步提高。而对于铁路运营部门而言，高铁基础设施的建设成本高昂，对线路扩建、车站改造等则会造成非高峰时期线路资源的严重浪费。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供一种高速铁路列车超长编组运营实现方法及装置。在不增加高铁线路设施的基础上实现高速铁路超长编组列车运营，以缓解在部分时段高铁线路能力不充足的矛盾，并提高经济效益和服务水平。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种高速铁路列车超长编组运营实现方法及装置，包括以下步骤：
[0006]S1，根据历史售票数据预测旅客需求分布信息，包括旅客的出发时间、人数、始发站和终到站信息；
[0007]S2，获得列车运行区间所有车站站台配置信息，以及列车运行时刻表信息；
[0008]S3，基于列车运行时刻表信息和客流数据以及车站站台配置信息，以最小化旅客期望出行时间偏差为目标，并满足超长编组的列车停靠车站站台位置及列车车厢门控制要求，基于此，构建满足高铁客运运营安全的席位分配方案数学模型；
[0009]S4，采用启发式求解法求解构建的数学模型；
[0010]S5，获得列车在各车站站台停靠位置方案，列车车厢门控制方案以及列车的席位分配方案；
[0011]S6，基于获得的列车车厢门控制方案，发送给所述的独立车厢门控制装置，实现车厢门的精确控制；
[0012]S7，基于获得的列车席位分配方案，发售给售票系统发售。
[0013]进一步的，所述S1步骤具体为：
[0014]S11，构建训练集D，训练的样本特征为已有的高铁网络所有OD的在研究时段内的特征；训练样本的标签为研究线路各OD对在相应时段的历史售票数据；
[0015]S12，构建基于机器学习算法的交通需求预测模型；通过训练集D和训练样本特征
及标签对交通需求预测模型进行训练，预测得到研究时段各时间点h各OD对(i，j)的旅客需求
[0016]进一步的，所述S3步骤具体为：
[0017]S31，列车的编组数量N
k
需要满足现有超长列车编组技术中最小编组数量N
min
和最大编组数量N
max
的限制，即：
[0018]N
min
≤N
k
≤N
max
(1)；
[0019]进一步，引入中间0
‑
1变量识别列车编组状态，满足以下约束：
[0020][0021][0022]其中K为列车集合；
[0023]S32，超长列车k停靠在s车站站台的编组数量P
k，s
为s车站站台可容纳最大编组数C
s
和列车编组数N
k
的较小值，即
[0024][0025]S33，超长列车k的旅客车厢n停靠在s车站站台时打开列车车厢门进行旅客上下车作业，即而列车车厢n超出s车站站台时则关闭车厢门禁止进行旅客上下车作业，即有以下约束：
[0026][0027][0028][0029][0030]S34，列车k的车厢n分配的席位仅分配给该车厢在车站i和车站j都停靠在车站站台的OD对(i，j)，并且满足列车各编组的能力G，有以下约束
[0031][0032][0033][0034][0035]其中为列车k分配给OD对(i，j)的席位数；
[0036]S35，所有列车分配给OD对(i，j)的席位数量满足所有OD对各时间点h的旅客时变需求即
[0037][0038][0039][0040]其中为列车k服务OD对(i，j)期望在时间点h出发的旅客数，为列车k服务OD对(i，j)的旅客数；
[0041]S36，目标函数为总旅行费用最小和总运营成本最小，即
[0042][0043]式中ω1，ω2为权重系数，为OD对(i，j)期望在时间点h出发的旅客选择列车k服务的旅行时间成本，r
k
为列车k单位编组的运营费用。
[0044]进一步的，所述S4步骤具体为：
[0045]S41，基于变领域搜索算法，满足步骤S3所述具体要求，构造列车编组数量N
k
、列车车厢停靠位置P
k，s
及列车车厢门控制方案的领域解及领域结构；
[0046]S42，根据步骤S41所获得的列车编组数量、列车车厢门控制方案，利用现有商业求解器获得列车的席位分配方案。
[0047]S43，重复上述两个步骤，直至达到收敛条件。
[0048]进一步的，所述S6步骤具体为：
[0049]S61，确定超长列车编组各编组在车站站台的具体停靠位置，控制列车按照规定位置在车站站台停靠；
[0050]S62，各列车车厢门控制装置根据收到的控制方案，控制列车在停靠车站站台只打开对应的车厢门进行旅客上下车作业。
[0051]一种高速铁路列车超长编组运营实现装置，包括列车车厢门独立控制装置，用于实现对单个车厢的车厢门的精确控制，所述装置包括存储器及处理器，所述车厢门控制方案生成后被所述装置执行时，使得列车车厢门能够实现上述精确控制流程。
[0052]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：本专利技术通过精确控制高铁超长列车各编组在各高铁车站站台的精确停靠位置以及对应的列车车厢门控制装置，使得列车车厢门能够实现在车站站台的精确控制，保证列车车厢仅在停靠车站站台上时打开对应车厢门进行
旅客上下车作业，进一步的将列车的各车厢的席位分配给该车厢在OD对的始发终到站都停靠的OD，从而使得旅客购票后能够正常的上下车。本专利技术实现了在不改造现有高铁车站站台、线路设施的基础上运营超长列车编组，提高了列车的运输能力进而提高线路运输能力，能够进一步地缓解高峰时期高铁运输能力不充足的矛盾，减少了铁路基础设施的建设，提高了旅客的服务质量，具有显著的经济效益。
附图说明
[0053]图1为本专利技术的流程图。
[0054]图2为本专利技术高速铁路超长编组实施图。
[0055]图3为本专利技术中高铁车站的站台结构图。
[0056]图4为本专利技术中某一时段各个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路列车超长编组运营实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据历史售票数据，预测研究旅客需求分布信息，包括旅客的出发时间、人数、始发站和终到站信息；S2，获得列车运行区间所有车站站台配置信息，以及列车运行时刻表信息；S3，基于列车运行时刻表信息和客流数据以及车站站台配置信息，以最小化旅客期望出行时间偏差为目标，并满足超长编组的列车停靠车站站台位置及列车车厢门控制要求，构建满足高铁客运列车超长编组运营安全的席位分配方案数学模型；S4，采用启发式求解法求解构建的数学模型；S5，获得列车在各车站站台停靠位置方案，列车车厢门控制方案以及列车的席位分配方案；S6，基于获得的列车车厢门控制方案，发送给独立车厢门控制装置，实现车厢门的精确控制；S7，将获得的列车席位分配方案发送给售票系统发售。2.根据权利要求1所述的一种高速铁路列车超长编组运营实现方法，其特征在于，所述S1步骤具体为：S11，构建训练集D，训练的样本特征为已有的高铁网络所有OD的在研究时段内的特征；训练样本的标签为研究线路各OD对在相应时段的售票数据；S12，构建基于机器学习算法的交通需求预测模型；通过训练集D和训练样本特征及标签对交通需求预测模型进行训练，预测得到研究时段各时间点h各OD对(i,j)的旅客需求3.根据权利要求1所述的一种高速铁路列车超长编组运营实现方法，其特征在于，所述S3步骤具体为：S31，列车的编组数量N
k
需要满足现有超长列车编组技术中最小编组数量N
min
和最大编组数量N
max
的限制，即：N
min
≤N
k
≤N
max
(1)；进一步，引入中间0
‑
1变量识别列车编组状态，满足以下约束：识别列车编组状态，满足以下约束：其中K为列车集合；S32，超长列车k停靠在s车站站台的编组数量p
k,s
为s车站站台可容纳最大编组数C
s
和列车编组数N
k

【专利技术属性】
技术研发人员：徐光明，钟林环，秦进，刘昕怡，郭婧，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：