本发明专利技术公开了一种基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法及装置，其中的方法首先步骤引入有向图，将高铁枢纽内部网络抽象化，然后确定各OD对的备选路径集合；接着采用增量配流的方法，依次分配OD对需求，计算高铁枢纽初始总成本；最后计算并更新各节点阻抗，重新分配OD对需求，计算高铁枢纽总成本，直到满足收敛条件。由于考虑了节点等待费用和节点服务费，使得模型更符合实际情况，同时考虑了节点阻抗的迭代更新，能够提高高铁枢纽流线组织的优化效果，此外，采用最短路径算法确定各OD对的备选路径集，在进行组织优化之前预先剔除了不合理的路径，缩小了解空间的大小，从而可以提高求解的效率。可以提高求解的效率。可以提高求解的效率。
【技术实现步骤摘要】
基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法及装置
[0001]本专利技术涉及交通规划
，尤其涉及基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法及装置。
技术介绍
[0002]在高铁枢纽内，由于各类人员、车辆、物品的集散活动，产生一定的流动过程和流动路线，通常称为流线。其所具备的时空特性、需求特性是高铁枢纽服务设施配置的重要依据，流线设计和组织的合理与否，不但影响客运设备的运用效率和作业情况，而且直接关系到高铁枢纽的服务质量和水平。因此研究高铁枢纽流线组织优化具有较高的实际研究价值。
[0003]现有的高铁枢纽流线组织优化研究中，没有考虑节点阻抗的更新迭代，导致高铁流线组织效果不佳并且耗时较长。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线组织优化方法，用于解决现有技术中存在的组织效果不佳和效率不高的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术技术方案为：第一方面提供了一种基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法，包括：S1：基于图论将高铁枢纽网络抽象化为弧与节点的集合，其中节点为高铁枢纽包括的各项设施，节点具有权值，表示通过各节点所对应的各项设施的阻抗，节点的阻抗为节点等待费用与节点服务费用之和；弧为高铁枢纽内的各项设施设备的连接点；S2：根据节点等待费用和节点服务费用构建高铁枢纽流线组织优化求解模型；S3：采用最短路径算法确定各OD对的备选路径集合；S4：基于确定出的各OD对的备选路径集合，采用采用增量配流的方法，依次分配各OD对需求，并根据构建的高铁枢纽流线组织优化求解模型计算高铁枢纽网络的初始总成本，高铁枢纽网络的初始总成本为所有路径的成本之和，路径的成本为该路径包括的所有节点的阻抗之和；S5：计算并更新高铁枢纽网络中各节点的阻抗，重新分配OD对需求，计算高铁枢纽的总成本，直到满足收敛条件，将满足收敛条件时的配流结果作为优化结果。
[0006]在一种实施方式中，步骤S1基于图论将高铁枢纽网络抽象化为弧与节点的集合，包括：将高铁枢纽网络抽象化一个赋权有向图，其中为节点集合，表示枢纽网络中的各项设施；为弧集合，表示网络中各项设施的连接关系；为节点的权重集合。
[0007]在一种实施方式中，步骤S2包括：S2.1：构建节点等待费用函数：
其中，为系统容量，为节点平行服务的数量，为平均服务率，为到达且能进入节点的乘客数量，表示节点已有的乘客数量；S2.2：构建节点服务费用函数：式中，表示节点i代表的通道或楼梯类设施的长度，表示节点i代表的通道或楼梯类设施中某坡度的长度，表示旅客步行速度,表示表示节点i代表的通道或楼梯类设施的容量，、为待定参数、表示通过节点i的客流量，表示路段坡度，表示拥挤折减系数，表示坡度增减系数；S2.3：根据节点等待费用函数和节点服务费用函数，构建高铁枢纽流线组织优化求解模型：s.t.s.t.s.t.s.t.s.t.其中，r表示起点，R表示起点集合，s表示终点，S表示终点集合，b表示路径，B表示路径集合，k表示节点的属性，k=1表示第一种节点设施类型，k=2表示第二种节点设施类型，k=n表示第n种节点设施类型，表示乘客在节点i处的等待费用，该费用是通过节点i的客流量的函数，为0
‑
1变量，当节点属性为k时取1，否则为0；表示节点i的广义费用类型，如果节点i为连通类型，则=1，否则=0，表示第k类节点i的广义费用，该费用为通过节点i的客流量的函数，表示第k类节点i的初始广义费用。在一种实施方式中，步骤S3包括：S3.1：将高铁枢纽网络的所有节点的流量设为0，计算各节点的阻抗，同时标记所有OD处于“未分配”状态；S3.2：使用最短路径算法求解得到上述OD对所有潜在路径；
S3.3：根据高铁枢纽内实际情况判断求解得到的潜在路径是否合理，如果不合理，则删除，得到合理路径集合；S3.4：检索是否有OD对是否只有1条备选路径，若不是则转到步骤S3.6；S3.5：对只有1条备选路径的OD对分配流量，并将其状态更新为“已分配”状态，同时更新高铁枢纽的节点阻抗和流量参数，转到步骤S3.3；S3.6：计算结束，输出所有OD对的备选路径集合。
[0008]在一种实施方式中，拥挤折减系数的计算公式为：坡度增减系数的计算公式为：其中，、为系统参数，、为指数参数，为常数项，表示坡度的正割值。
[0009]基于同样的专利技术构思，本专利技术第二方面提供了一种基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化装置，包括：抽象化模块，用于基于图论将高铁枢纽网络抽象化为弧与节点的集合，其中节点为高铁枢纽包括的各项设施，节点具有权值，表示通过各节点所对应的各项设施的阻抗，节点的阻抗为节点等待费用与节点服务费用之和；弧为高铁枢纽内的各项设施设备的连接点；模型构建模块，用于根据节点等待费用和节点服务费用构建高铁枢纽流线组织优化求解模型；备选路径集合确定模块，用于采用最短路径算法确定各OD对的备选路径集合；成本计算模块，用于基于确定出的各OD对的备选路径集合，采用采用增量配流的方法，依次分配各OD对需求，并根据构建的高铁枢纽流线组织优化求解模型计算高铁枢纽网络的初始总成本，高铁枢纽网络的初始总成本为所有路径的成本之和，路径的成本为该路径包括的所有节点的阻抗之和；组织优化模块，用于计算并更新高铁枢纽网络中各节点的阻抗，重新分配OD对需求，计算高铁枢纽的总成本，直到满足收敛条件，将满足收敛条件时的配流结果作为优化结果。
[0010]基于同样的专利技术构思，本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被执行时实现第一方面所述的方法。
[0011]基于同样的专利技术构思，本专利技术第四方面提供了计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
[0012]相对于现有技术，本专利技术的优点和有益的技术效果如下：
本专利技术提出了基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法，首先将高铁枢纽网络抽象化弧与节点的集合，并根据节点等待费用和节点服务费用构建高铁枢纽流线组织优化求解模型，由于考虑了节点等待费用和节点服务费，使得模型更符合实际情况，同时考虑了节点阻抗的迭代更新，能够提高高铁枢纽流线组织的优化效果，此外，采用最短路径算法确定各OD对的备选路径集，在进行组织优化之前预先剔除了不合理的路径，缩小了解空间的大小，从而可以提高求解的效率。
附图说明
[0013]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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例中基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法的流程图；图2为本专利技术实施例中高铁枢纽内部网络抽象化示意图。
具体实施方式
[0015]本专利技术的目的在于提供一种基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法，其特征在于，包括：S1：基于图论将高铁枢纽网络抽象化为弧与节点的集合，其中节点为高铁枢纽包括的各项设施，节点具有权值，表示通过各节点所对应的各项设施的阻抗，节点的阻抗为节点等待费用与节点服务费用之和；弧为高铁枢纽内的各项设施设备的连接点；S2：根据节点等待费用和节点服务费用构建高铁枢纽流线组织优化求解模型；S3：采用最短路径算法确定各OD对的备选路径集合；S4：基于确定出的各OD对的备选路径集合，采用采用增量配流的方法，依次分配各OD对需求，并根据构建的高铁枢纽流线组织优化求解模型计算高铁枢纽网络的初始总成本，高铁枢纽网络的初始总成本为所有路径的成本之和，路径的成本为该路径包括的所有节点的阻抗之和；S5：计算并更新高铁枢纽网络中各节点的阻抗，重新分配OD对需求，计算高铁枢纽的总成本，直到满足收敛条件，将满足收敛条件时的配流结果作为优化结果。2.如权利要求1所述的基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法，其特征在于，步骤S1基于图论将高铁枢纽网络抽象化为弧与节点的集合，包括：将高铁枢纽网络抽象化一个赋权有向图，其中为节点集合，表示枢纽网络中的各项设施；为弧集合，表示网络中各项设施的连接关系；为节点的权重集合。3.如权利要求1所述的基于OD对备选路径集合的高铁枢纽流线优化方法，其特征在于，步骤S2包括：S2.1：构建节点等待费用函数：其中，为系统容量，为节点平行服务的数量，为平均服务率，为到达且能进入节点的乘客数量，表示节点已有的乘客数量；S2.2：构建节点服务费用函数：式中，表示节点i代表的通道或楼梯类设施的长度， 表示节点i代表的通道或楼梯类设施中某坡度的长度，表示旅客步行速度,表示表示节点i代表的通道或楼梯类设施的容量，、为待定参数、表示通过节点i的客流量，表示路段坡度，表示拥挤折减系数，表示坡度增减系数；S2.3：根据节点等待费用函数和节点服务费用函数，构建高铁枢纽流线组织优化求解模型：s.t.
其中，r表示起点，R表示起点集合，s表示终点，S表示终点集合，b表示路径，B表示路径集合，k表示节点的属性，k=1表示第一种节点设施类型，k=2表示第二种节点设施类型，k=n表示第n种节点设施类型，表示乘客在节点i处的等待费用，该费用是通过节点i的客流量的函数，为0
‑
1变量，当节点属性为k时取1，否则为0；表示节点i的广义费用类型，如果节点i为连通类型，则=1，否则=...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪，光振雄，凌汉东，陶志祥，李清，周家中，李恒鑫，李鹏，陈旭，赵凯旋，彭泽宇，赵杰群，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。