[发明专利]基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法

说明书

本发明公开了基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法，主要包括：步骤S1：构建多目标函数，并建立开行方案优化模型；步骤S2：采用线性加权法将多目标函数转化为单目标函数；步骤S3：确认城际列车开行的相关影响因子；步骤S4：利用改进的模拟退火算法进行列车开行方案的优化计算；步骤S5：根据计算结果，提取最优目标函数值。本发明的基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法，以实现以期为城际列车开行方案的优化提供一种新的方法，同时改善传统模拟退火算法求解时时间过长、初始温度较难确定以及搜索过程中因执行概率接受准则而导致遗失当前最优解等问题，可以更容易地找出全局最优解的优点。

技术领域

本发明涉及城际列车开行方案优化方法领域，具体地，涉及基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法。

背景技术

随着近年来我国经济的快速发展，城镇化进程的日益加快，城市已经不再是一个独立的个体，各城镇间物资、人才交流日益密切，城市的功能定位越来越明确，城市的发展也越来越依赖于城市群的推动。城市群的发展所带来的交通需求特征变化主要体现在：城市对外交通组织具有明显的区域化特征；城镇间的交通需求具有明显趋向于城市交通的特征；城市群旅客出行空间的分布体现了区域智能化的趋势。

城际快速轨道交通系统是我国铁路客运专线规划和建设的一个重要内容，许多城市群的城际铁路已经开通运营。城际快速轨道交通是建设在人口稠密、经济发达地区的公交化开行的，专门服务于相邻城市或者城市群的旅客运输专线铁路，它是区域性的重要交通运输基础设施。城际轨道交通所包涵的不只是城铁，还有地铁、轻轨、单轨等。多种出行方式相互补充，共同提高了城市群综合交通系统的服务质量和运行效率。

列车开行方案是客运组织的核心，是运行图编制的基础。为了更好的服务旅客和分配运力资源，制定科学高效的列车开行方案就显得尤为重要。开行方案旨在确定列车的开行数量、运行径路以及停站序列等要素。合理制定列车开行方案能最大化利用铁路既有设备，提高运输效益和旅客服务水平。

从既有的相关研究来看，现阶段关于城际铁路列车开行方案和地铁列车开行方案的研究已较为成熟。但是，目前既有研究在制定列车开行方案时均只考虑了铁路系统内部因素，未考虑旅客到站后与城市交通的匹配问题。实际上，对于时间价值较重的城际客流，单独考虑城际铁路系统内部制定开行方案可能会导致旅客到站后无法及时疏散，从而影响整体的服务质量和铁路运输效益。

模拟退火算法是80年代初期发展起来的一种求解大规模组合优化问题的随机性方法，能解决传统的优化方法难于解决的某些问题，在列车开行方案的优化问题中同样适用。模拟退火算法以优化问题的求解与物理系统退火过程的相似性为基础，利用Metropolis算法并适当地控制温度的下降过程实现模拟退火，从而达到求解全局优化问题的目的。

本发明即是在对既有研究进行分析的基础上，发现当前研究存在的问题，提出了一种基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法，以实现以期为城际列车开行方案的优化提供一种新的方法，同时改善传统模拟退火算法求解时时间过长、初始温度较难确定以及搜索过程中因执行概率接受准则而导致遗失当前最优解等问题，可以更容易地找出全局最优解的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于改进模拟退火算法的城际列车开行方案优化方法，主要包括：

步骤S1：构建多目标函数，并建立开行方案优化模型；

步骤S2：采用线性加权法将多目标函数转化为单目标函数；

步骤S3：确认城际列车开行的相关影响因子；

步骤S4：利用改进的模拟退火算法进行列车开行方案的优化计算；

步骤S5：根据计算结果，提取最优目标函数值。