一種城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及城市軌道交通的運(yùn)營組織方法。更具體地，設(shè)及一種城市軌道交通多 線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，地鐵大客流條件下多線、多站協(xié)同運(yùn)營組織問題研究不多，多W單站限流和 單線限流為研究對象。對于單站限流問題，現(xiàn)有研究對車站進(jìn)行獨(dú)立分析，主要考慮車站 內(nèi)部流線W及設(shè)備設(shè)施的客流控制，沒有從路網(wǎng)角度分析運(yùn)營方案對于不同車站限流的影 響，因此無法解決路網(wǎng)中宏觀客流的協(xié)調(diào)問題；對于單線限流問題，現(xiàn)有研究僅考慮了本線 客流，但對于換乘站，其客流還包含其他線路的換乘客流，并且當(dāng)運(yùn)營方案發(fā)生變化時(shí)，乘 客的路徑選擇也會(huì)發(fā)生變化，因此從單線角度無法真實(shí)反映路網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)客流情況。同時(shí)， 現(xiàn)有研究主要是從政策層面上提出定性的運(yùn)營組織方法，缺少制定多站或多線之間協(xié)同組 織的理論支撐和可操作的定量方法。
[0003] 另一方面，現(xiàn)有研究大多利用運(yùn)營管理中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，但存在獲取數(shù)據(jù) 的成本較高，數(shù)據(jù)不具有普遍性的問題，而計(jì)算機(jī)仿真方法能夠真實(shí)模擬客流在城市軌道 交通網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)移的情況，并且可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置仿真場景。
[0004] 隨著新線的不斷開通運(yùn)營，城市軌道交通路網(wǎng)運(yùn)營規(guī)模逐漸擴(kuò)大，客流吸引力逐 漸增加，在早晚高峰時(shí)段經(jīng)常出現(xiàn)車站服務(wù)水平差，站外限流人數(shù)過多的情況。
[0005] 因此，需要提供一種城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化系統(tǒng)。 [000引為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0009] 一種城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法，該方法包括如下步驟：
[0010] S1、統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和 車站特性；
[0011] S2、根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和 車站特性，設(shè)置城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營仿真方案；
[0012] S3、根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和 車站特性，定義乘客廣義出行費(fèi)用函數(shù)，并根據(jù)費(fèi)用函數(shù)建立乘客路徑選擇概率模型；
[0013] S4、根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性、 車站特性和乘客路徑選擇概率模型，計(jì)算各仿真方案中各車站的限流人數(shù)；
[0014] S5、根據(jù)各仿真方案中各車站限流人數(shù)，計(jì)算各仿真方案的乘客總滿意度，將乘客 總滿意度最高值對應(yīng)的仿真方案作為最優(yōu)城市軌道交通路網(wǎng)多線協(xié)同運(yùn)營方案。
[0015] 優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括如下子步驟：
[0016] S2. 1、根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性 和車站特性，按一定發(fā)車間隔調(diào)整精度，基于不同的發(fā)車間隔和不同的站站停與大站停車 次比例設(shè)置城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營仿真方案；
[0017] S2. 2、計(jì)算設(shè)置完成的城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營仿真方案的數(shù)量Z，公式如下： [001 引
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括如下步 驟： 51、 統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和車站 特性； 52、 根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和車站 特性，設(shè)置城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營仿真方案； 53、 根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和車站 特性，定義乘客廣義出行費(fèi)用函數(shù)，并根據(jù)所述函數(shù)建立乘客路徑選擇概率模型； 54、 根據(jù)所述現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性、 車站特性和乘客路徑選擇概率模型，計(jì)算各仿真方案中各車站的限流人數(shù)； 55、 根據(jù)各仿真方案中各車站限流人數(shù)，計(jì)算各仿真方案的乘客總滿意度，將乘客總滿 意度最高值對應(yīng)的仿真方案作為最優(yōu)城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟S2進(jìn)一步包括如下子步驟： S2. 1、根據(jù)現(xiàn)有城市軌道交通路網(wǎng)的路網(wǎng)特性、客流特性、各線列車運(yùn)行計(jì)劃特性和車 站特性，按一定發(fā)車間隔調(diào)整精度，基于不同的發(fā)車間隔和不同的站站停與大站停車次比 例設(shè)置城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營仿真方案； S2. 2、計(jì)算設(shè)置完成的城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營仿真方案的數(shù)量Z，公式如下：
公式中，f為線路數(shù)量；\為線路r的發(fā)車間隔調(diào)整精度，[~，bj為線路r發(fā)車間隔 范圍；[q，cg為線路r站站停與大站停車次比例范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟S3中 乘客廣義出行費(fèi)用函數(shù)的公式為： Uk= 0TBTBk+ 0TCTCk+ 0NTNTk 公式中，Uk為乘客選擇第k條路徑的廣義出行費(fèi)用；TBk為乘客選擇第k條路徑的乘車 時(shí)間，TCk為乘客選擇第k條路徑的站內(nèi)走行及等待時(shí)間；NTk為乘客選擇第k條路徑的換 乘次數(shù)；9TB為乘車時(shí)間的權(quán)重；9T。為站內(nèi)走行及等待時(shí)間的權(quán)重；9 !"為換乘次數(shù)的權(quán) 重； 乘客路徑選擇概率模型的公式為：
公式中，Pk為客流0D在第k條路徑上的客流分配比例；X為隨機(jī)誤差參數(shù)；1為路徑 數(shù)量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法，其特征在于， 所述步驟S4中計(jì)算各仿真方案中各車站限流人數(shù)的計(jì)算公式如下：
[]表示取整 當(dāng)/e(7〗時(shí)，列車< 到達(dá)車站n，gDn(t-l)>Cn，
公式中，為第m個(gè)仿真方案中車站n的限流人數(shù)；Rn(t)為車站n仿真時(shí)刻t下的 限流人數(shù)；Dn(t)為車站n仿真時(shí)刻t下客流需求；(；為車站最大聚集能力；為仿真時(shí) 刻t下線路r車次h的車上人數(shù)；仿真時(shí)刻t為均勻的離散仿真時(shí)間；T為仿真時(shí)長；S為 仿真粒度；tG[〇,T]且t=e5，e= 0, 1，2. . . [T/ 5 ] ;G^"為車站n線路r分上下行的列 車停站時(shí)刻集合；P為超員系數(shù);w為列車定員； an為車站n進(jìn)站客流到達(dá)率、及；為車站n線路r換乘客流下車率、？<為車站n線路r出站客流下車率，計(jì)算公式如下：
公式中，為乘坐線路r在車站n進(jìn)站的客流需求；為乘坐線路r在車站n出 站的客流需求；77?=為乘坐線路r在車站n換乘的客流需求；為乘坐線路r在車站n 經(jīng)過不下車的客流需求；為i站進(jìn)站、j站出站的客流中，選擇經(jīng)過線路r的路徑k 的概率；〇idj為在仿真時(shí)長T內(nèi)i站進(jìn)站、j站出站的客流需求量；P77(/, /，《)為i站進(jìn)站、 」站出站、11站換乘的客流中，選擇經(jīng)過線路1'的路徑1^的概率；/54:(/，./，/7)為1站進(jìn)站、」 站出站、n站經(jīng)過不下車的客流中，選擇經(jīng)過線路r的路徑k的概率；1為路徑數(shù)量；N為車 站數(shù)量； ￡>:(/)為t時(shí)刻車站n在線路r的客流量，計(jì)算公式如下：
公式中，gn為車站n所銜接的線路數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的城市軌道交通多線協(xié)同運(yùn)營方案的優(yōu)化方法，其特征在于， 步驟S5進(jìn)一步包括如下子步驟： S5. 1、根據(jù)各仿真方案中各車站限流人數(shù)，計(jì)算各仿真方案中各站限流人數(shù)均值的單 滿意度和各仿真方案中各站限流人數(shù)變異系數(shù)的單滿意度， 所沭計(jì)笪夂仿直方鑾中夂站限流人翁詢佶的里滿意度的公式如下：
公式中，M#(Rm)為第m個(gè)仿真方案的各站限流人數(shù)均值的單滿意度，在[0, 1]內(nèi)取值；Z為仿真方案數(shù)量；N為車站數(shù)量；為第m個(gè)仿真方案中車站n的限流人數(shù)；況〃為第m 個(gè)仿真方案中各站限流人數(shù)均值；丨為第m個(gè)仿真方案中各站限流人數(shù)均值上限； meZ m/卩{/T}為第m個(gè)仿真方案中各站限流人數(shù)均值下限； mez 所