【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种城际通道高速列车开行方案优化方法，属于列车运行设计。
技术介绍
1、城市群成为带动区域经济发展的重要核心力量，通常包含多个核心城市，以发达的交通通道为依托。城际旅客的出行也随着城市群的发展迅速增长，高速铁路铁路作为重要的交通运输方式承担着不可或缺的作用。城市群的城际通道中，通常由多条重要高速铁路线路相连。就常规客运通道线路的开行方案优化而言，由于客流量大、线路长，通常主要以区域停站方案为主，可以减少列车停站次数提高运输效率。对于城市群内城际之间，一般全程运行距离较近、乘车时间较短，因此在客运通道线路开行方案中难以对城际通道下的出行需求进行细化考虑。城市群中有着强关联的其他中小城市有着特殊的客流需求特征，且城际之间的多线路选择相互影响，因此需充分考虑城际之间的旅客出行需求与运输供给，研究城际通道列车开行方案是提升运输效率、提高运输服务质量和运输收益重要途径具有十分重要的意义。
2、现有技术，有以单一线路为对象，以旅客出行需求或旅客出行选择为条件，采用优化模型求得开行方案；这种研究线路单一，无法同时兼顾城际多线路出行旅客的出行需求；并且仅从旅客需求考虑，未分析旅客需求与运输供给的供需协同情况；
3、还有结合列车运行图对网络下的列车建立开行方案优化模型，获得开行方案优化方法。但是仅考虑了客流出行需求这一条件，未分析旅客需求与运输供给的供需协同情况；并且未对城际通道多线路进行考虑。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种城际通道高速列车开行方案优化方
2、1、基于城际间的高速列车线路，以多列车类型构建车流路径网络，解决城际通道短距离的多线路列车优化问题；
3、2、通过分析客票价值偏差和旅行时间费用偏差，构建旅客出行效用综合偏差函数，由此解决现有方法对旅客出行需求与运输供给的协同偏差考虑不足的情况。
4、具体采用的技术方案为：
5、第一步：城际通道车流路径网络构造
6、令城市群中核心城市s1与s3之间，有两条运行线路起讫点，考虑列车运行方向由s1至s3；两条线上无相同服务车站，其中，令线路1设有列车类型高铁和动车共两类，线路2设有高铁、动车和城际列车共三类；
7、令列车都成对开行，车流路径网络的构造方法为：
8、(1)将通道内的运行线路，以标准网格化形式表达，用虚线表示出不同运行线路；
9、(2)首先根据列车种类数量，对网络中非起讫点车站之外的其他服务车站节点增设子节点，子节点用虚线与原车站节点相连，子节点数量与列车类型数量一致；
10、(3)将不同运行路径以列车种类数量分解为多条不同列车类型的车流路径，由起点连接中间服务车站子节点，最后连接到终点，同时用箭头表示列车运行方向；
11、(4)将网络中的所有节点编号，标出列车流类型；
12、最终得到车流路径网络；定义车流路径网络中，连接相邻两个车站的有向箭头为弧；车流路径上，任意车站i到车站j为一对出行od区间；每条车流路径由多条弧组成，且包含多对出行od区间，同时城际通道间允许部分中间车站为起始终到车站；每列车的起始区间范围总是大于或等于该列车的任意出行od区间；
13、第二步：计算旅客出行费用偏差
14、令旅客由任意车站i到车站j的出行区间由ω索引；定义线路ζ、车流路径k、区间ω的客票价格为fζ，k，ω，该线路列车流期平均价为则客票费用偏差vζ，k，ω为当前客票价格与列车流平均票价的差值：
15、
16、旅客旅行时间费用偏差τζ，k，ω则定义为旅行时间tζ，k，ω与各列车流平均旅行时间的差值：
17、
18、第三步：构建供需协同效用偏差函数
19、记pζ，k，ω为线路ζ、车流路径k、区间ω被选择的概率；
20、结合旅客票价偏差vζ，k，ω和旅客旅行时间偏差τζ，k，ω得到协同效用偏差函数uζ，k，ω为：
21、uζ，k，ω＝β1vζ，k，ω+β2τζ，k，ω (3)
22、其中，β1为旅客对旅行价格偏差容忍系数，β2旅客时间偏差价值容忍系数；令k为所有车流路径集合，γ为城际通道线路集合，ζ∈γ；基于构造的效用偏差函数，根据随机效用理论采用多项logit模型直接计算的结果为不选择该路径的概率；因此，车流路径k被选择的概率pζ，k，ω为：
23、
24、(4)式中引入u0表示其他换乘路径对旅客选择的吸引力，进而更准确的描述同一ω区间换乘路径对部分旅客的吸引；
25、线路ζ，区间ω的客流预测结果dζ，ω作为已知条件；根据各车流路径的旅客选择概率pζ，k，ω，计算得到线路ζ、车流路径k、区间ω的客流需求量为：
26、
27、第四步：模型参数定义
28、首先定义模型构建所需的相关参数和变量，具体如表1；
29、表1相关参数定义
30、
31、
32、第五步：构建城际通道高速铁路开行方案优化模型
33、以运输收入最大化、铁路运营成本最小化和旅客出行费用偏差最小化为目标；令wζ，k，m∈oζ，k，m表示所有属于起始od区间(ζ，k，m)的出行od区间(ζ，k，m)；eζ，k，i∈oζ，k，m表示属于起始od区间(ζ，k，m)的弧(ζ，k，i)；sζ，k，i∈oζ，k，m属于起始od区间(ζ，k，m)的车站(ζ，k，j)；总收益由各车流路径k的客票票价率fk和客流需求共同决定：
34、
35、铁路运营成本包括车辆运行产生的折旧费c1、列车因停站产生的能耗费用c2及组织旅客上下车等作业而产生的额外费用c3，其表达式分别为：
36、
37、
38、
39、铁路运营总成本为：c＝c1+c2+c3；
40、根据式(3)，旅客出行效用偏差费用为：
41、
42、引入加权参数α，由此得到城际通道列车开行方案优化目标函数：
43、minz＝-α1r+α2c+α3u (11)
44、优化模型中需要考虑的约束包括列车始发终到车站约束、客流需求满足约束、列车能力约束、开行列车数量约束和其他约束。
45、3.根据权利要求2所述的一种城际通道高速列车开行方案优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤五中具体约束为：
46、(1)列车始发终到车站约束
47、模型中的始发、终到车站必须根据运营决策者要求，从候选集合中选择相应的始发站和终到站：
48、
49、(2)客流需求满足约束
50、开行方案的优化需要根据旅客需求来进行调整并以此满足更多的旅客需求，分析开行列车的载客总容量是否满足当前区间的客流需求，由此得到客流需求约束条件为：...
【技术保护点】
1.一种城际通道高速列车开行方案优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种城际通道高速列车开行方案优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种城际通道高速列车开行方案优化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤五中具体约束为：
【技术特征摘要】
1.一种城际通道高速列车开行方案优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种城际通道高速列车开行方案优化方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘帆洨，张光远，鲁工圆，姜克锦，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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