【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通，具体涉及高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法。
技术介绍
1、在铁路生产实践中，旅客列车基本运行图的编制是日常运力资源调整的基础，基本图中的交路计划能否有效应对日常客流需求的波动是实现铁路运力资源精准配置的关键。在我国，基本图交路计划编制考虑的要素主要包括：由于存在大量的跨线列车，需要在复杂网络层面以整交路视角优化交路计划；由于我国动车组资源相对匮乏，交路计划需考虑各动车段(所)初始的动车组类型及保有量；另外，动车组交路周转周期类型复杂多样，但出于生产连续性减少异地检修的目的，当前的动车组交路周期大多为1天、2天或3天；另外，优先将预期运营效果相近且稳定的运行线优先接续，避免日常列车运行组织过程中频繁、被动的进行交路调整。
2、现有技术在解决动车组交路计划编制问题时，存在以下缺陷：
3、(1)现有技术未能以复杂铁路网为背景并考虑各动车段(所)初始的各类型动车组保有量。现有技术在编制动车组交路计划时，在满足动车组数量、型号、接续时间标准、检修周期及能力等基本约束的基础上，局限于以投入的动车组数量最少、接续时间最短为目标，所编制的动车组交路计划聚焦于完成所有运行线任务，无法解决动车组数量有限情况下的动车组交路计划的优化问题，因而无法有效适应铁路生产实际的连续性，制约了基本图中交路计划编制的效率与水平。
4、(2)现有技术未能准确且有效地建模基本运行图中的交路接续。动车组交路优化问题通常包括三种优化场景：场景1是基于单日运行图决策单日交路，场景2是基于单日运行图决
5、(3)现有技术未考虑交路内各条运行线客流吸引水平与波动规律对日常交路调整的作用。由于既有方法局限于考虑列车运行线接续时间标准与地点约束，所有运行线除时空属性以外均被视为无差别，并未考虑具备接续关系的运行线在实际运营中的预期效果可能存在差异。这种无差别接续策略导致运行图实施过程中，由于交路内具备接续关系的运行线运营效果差异，导致交路内运能匹配不均衡，造成客流损失或运力浪费，补救措施常常涉及复杂繁琐的交路与编组调整，严重影响生产的稳定性与运营收益。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，用于解决以上问题。
2、本专利技术的技术方案是：高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，包括如下步骤：
3、s1，定义变量和符号，包括：定义列车、车站的集合和索引，定义动车组运行和接续网络的节点及其集合，定义动车组运行和接续网络的弧段及其集合，定义决策变量，定义输入参数；
4、s2，构建动车组运行和接续网络；
5、s3，建立考虑客流同质化的动车组交路计划优化模型。
6、优选地，步骤s1中，包括：
7、s11，定义列车、车站的集合和索引；具体包括：
8、r表示列车运行线集合；s表示车站集合；s0表示具备检修条件的车站，即基站集合，k表示动车组集合；r,r1,r2表示行程索引；s,s1,s2表示车站索引；k,k1,k2,k3表示动车组索引；
9、s12，定义动车组运行和接续网络的节点及其集合；具体包括：
10、v表示动车组运行和接续网络节点集合；v-表示出发节点集合；v+表示到达节点集合；v0表示源节点集合；u,v,w表示动车组运行和接续网络节点索引；表示出发节点，即运行线r出发站s所在的节点，表示到达节点，即运行线r出发站s所在的节点，表示源节点，即动车组自s站进入网络或离开网络的节点，
11、s13，定义动车组运行和接续网络的弧段及其集合；具体包括：
12、a表示动车组运行和接续网络弧段集合；ar表示行程弧集合；ac表示接续弧集合；ab表示起始弧集合；a0表示基站起始弧集合，即车站s为基站的起始弧构成的集合，ae表示终止弧集合，(u,v)表示动车组运行和接续网络弧段索引；表示行程弧，即运行线r从其始发站至终到站的行程，表示接续弧，即运行线r1和r2接续的过程，表示起始弧，即从车站s始发运行线r的过程，表示终止弧，即运行线r终到车站s过程，
13、s14，定义决策变量；具体包括：
14、x(u,v),k表示0-1变量，若动车组k经过弧(u,v)时取1；否则取0；
15、表示0-1变量，动车组k1担当的一日交路接续动车组k2担当的一日交路，然后接续动车组k3担当的一日交路时，取1；否则取0；
16、s15，定义输入参数；具体包括：
17、c(u,v),k表示动车组k经过任意弧(u,v)的费用，若是行程弧则为效益值，元；c1表示短编组动车组单位运行里程的费用，元/km；c2表示乘客单位周转量的客票收益，元/(km*人)；c3表示动车组单位接续时间的费用，元/min；表示终止弧(u,v)和起始弧(v,w)属于同一整交路时，非同质客座率水平的行程接续产生的费用，元；表示终止弧(u,v)和起始弧(v,w)属于同一整交路时，非同质客流波动规律的行程接续产生的费用，元；表示行程弧或终止弧中动车组空送(u,v)的运输距离，km；表示行程弧(u,v)的平均客座率，％；表示行程弧(u,v)的图定编组类型；表示行程弧(u,v)的图定编组；表示行程弧(u,v)的图定定员，人；表示接续弧(u,v)的非同质客座率水平的行程接续的费用，元；表示接续弧(u,v)的非同质客流波动规律的行程接续的费用，元；表示出发节点或到达节点v的客座率水平；表示出发节点或到达节点v的客流波动类别；表示出发节点或到达节点v的时刻，min；表示出发节点或到达节点v的类型；表示动车组k的定员，人；表示动车组k的编组类型；表示动车组k的编组数；l表示一级修的最大检修里程，km；m表示一个很大的数；t表示动车组最短接续时间，min；d表示动车组最大空送里程，km。
18、优选地，步骤s2的具体包括：
19、s21：获取运行线的客座率水平，获取运行线的客流波动规律，并将客座率水平和客流波动规律赋给节点；具体为：
20、基于铁路企业的历史运营数据，获得每条运行线的客座率水平和客流波动规律，用以指代运行线的预期运营效果；
21、客座率水平由运行线对应列车的历史统计平均客座率基于分段函本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，步骤S1中，包括：
3.根据权利要求1所述的高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，步骤S2的具体包括：
4.根据权利要求1所述的高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤包括：
5.根据权利要求4所述的高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，步骤S33的具体步骤包括：
【技术特征摘要】
1.高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法，其特征在于，步骤s1中，包括：
3.根据权利要求1所述的高速铁路基本列车运行图同质化交路计划优化建模方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，鲍薪宇，余力勇，杨励民，单仕平，杨阳，李华，李得伟，彭波，赵龙，刘凯，万琛，邵维兴，应志康，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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