[发明专利]城市轨道交通时刻表与车底运用计划智能规划方法

说明书

本发明公开了一种城市轨道交通时刻表与车底运用计划智能规划方法，包括以下步骤：S1、通过城市轨道交通的客流数据，计算各时段上行和下行各断面客流量；S2、获取上行和下行时段中各自的最大断面客流量；S3、根据最大断面客流量，分别计算上行和下行的最大发车间隔，并设置最小发车间隔；S4、根据最大发车间隔和最小发车间隔，构建发车间隔约束；S5、根据发车间隔约束和车底使用量最小化为目标，构建优化模型；S6、将优化模型重构为混合整数线性规划模型MILP，得到时刻表与车底运用计划方案数据，本发明解决了现有技术无法正确解决车底运用计划与列车时刻表相互影响的问题。

技术领域

本发明属于城市轨道交通运行领域，具体涉及一种城市轨道交通时刻表与车底运用计划智能规划方法。

背景技术

随着世界城市规模的不断扩大，城市人口迅速增加，城市轨道交通作为一种安全、快捷、经济、高效的交通方式，成为市民出行的首选。由于运输需求的不断扩大，城市轨道交通在近几年得到迅速发展，同时繁忙的运输任务和巨大的运营成本成为运营者不可忽略的问题。一个优秀的城市轨道交通运行计划可以有效地保证运输任务的完成，同时降低运营成本。

列车时刻表作为运行计划的重要组成部分，规定了各个车次在车站等设施的出发、到达或者通过时间，是城市轨道交通运输组织的基础。时刻表制定过程中，首先根据客流信息计算各时段的最大断面客流量，从而确定列车开行计划。列车开行计划明确了各时段的列车开行数量和发车间隔。然后基于时刻表相关参数，例如区间运行时间，停站时间，折返站折返时间，确定各车次的开行计划。通常情况下，为了提乘客的满意度，时刻表制定过程中尽量最大化发车频次，从而降低旅客等待时间。

车底运用计划是运行计划的另一重要组成部分，规定了各车底承担的车次运输任务，该过程安排在时刻表制定之后。车底的每次使用都将会增加运作额外成本，所以在在车底计划过程当中，基于列车时刻表，在满足车底数量限制等约束条件下，合理优化车底的使用，保证时刻表中车次任务执行的同时降低车底使用次数。然而在实际情况下，通常需要反复调整时刻表，才能得到满意的车底计划。

从上述分析不难看出，列车时刻表和车底计划是相互影响的，但是由于两者的高度复杂性以及目标的差异性，目前大多数工程方法与理论研究都将这两个过程作为独立的问题进行研究。两者的独立求解，常常会造成互相不匹配的情况，例如当可用车底数量较少时，根据客流信息制定的时刻表有可能将无法实施。也就是说，列车时刻表受限于车底计划，又影响着车底计划，即发车间隔、到达时间等参数需要根据车底计划做相应的调整。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种城市轨道交通时刻表与车底运用计划智能规划方法解决了现有技术无法正确解决车底运用计划与列车时刻表相互影响的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种城市轨道交通时刻表与车底运用计划智能规划方法，包括以下步骤：

S1、通过城市轨道交通的客流数据，计算各时段上行和下行各断面客流量；

S2、获取上行和下行时段中各自的最大断面客流量；

S3、根据最大断面客流量，分别计算上行和下行的最大发车间隔，并设置最小发车间隔；

S4、根据最大发车间隔和最小发车间隔，构建发车间隔约束；

S5、根据发车间隔约束和车底使用量最小化为目标，构建优化模型；

S6、将优化模型重构为混合整数线性规划模型MILP，得到时刻表与车底运用计划方案数据。

进一步地，所述步骤S3中上行的最大发车间隔的计算公式为：

所述下行的最大发车间隔的计算公式为：