[发明专利]考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法

说明书

本发明属于高速铁路列车运行图的编制与优化领域，具体涉及一种考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法。将周期和非周期结合的开行方案、以及车站和线路信息作为输入数据；以列车旅行时间最小为目标建立目标函数，设置区间运行时间约束、停站时间约束、越行次数约束、列车安全间隔时间约束、始发时间域约束、天窗约束、周期性约束，获得固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型；在所述固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型的基础上，得到考虑停站调整的周期与非周期结合高铁列车运行图优化模型。提升了客运服务质量，提高了客运市场竞争，从而达到繁忙干线提高能力、客流输送提高效率的目的。

技术领域

本发明属于高速铁路列车运行图的编制与优化领域，具体涉及一 种考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法。

背景技术

现有技术中，对于高速铁路列车运行图的编制与优化展开了很多 的研究，在运行图优化方面，国外列车多采用周期性列车运行图，国 内列车多采用非周期性列车运行图。现有技术中周期与非周期结合运 行图的相关理论研究较少，大部分采用周期图抽插线技术实现周期与 非周期结合，实践层面通常采用人工调整的方式，根据经验进行运行 图优化。

周期化运行图具有规律高、换乘便捷、服务水平高的特点。然而 周期化运行图还难以完全适应高铁大规模成网运营的复杂要求。因 此，采用“周期+非周期”列车运行图，用非周期线来弥补周期列车的 不足，增加灵活性。针对于周期与非周期结合情况，目前的高速铁路 列车运行图优化方法主要面临如下问题：

1)缺乏系统的梳理研究，一般对“周期+非周期”的列车运行图的 研究，大部分集中在对周期列车运行图抽线加线的问题上，很容易产 生插线列车“插不进去”或者破坏周期列车的“周期性”；很少综合考虑 周期线与非周期线一次优化方法，也没有系统梳理周期与非周期结合 列车运行图的编制方法；

2)运行图能力规划欠佳。在运行图编制过程中，某些能力瓶颈 区段，很有可能出现能力受限的情况，导致无法规划列车开行方案中 的全部列车，从而导致模型无解。这种情况下就可能需要对列车开行 方案进行调整，一般列车开行方案调整包括以下几种方法：调整停站、 调整起讫点、调整频率、调整编组等。在实际的调整工作中，需要综 合考虑对运行图的可操作性及高铁运营的主要影响，选择合适的方法 来优化能力利用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种考虑停站调整的周期与非周 期结合高铁运行图建模方法，建立了可调整停站的针对周期与非周期 结合列车运行图的模型，提升了客运服务质量，提高了客运市场竞争， 从而达到繁忙干线提高能力、客流输送提高效率的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法，所 述方法包括：

将周期和非周期结合的开行方案、以及车站和线路信息作为输入 数据；以列车旅行时间最小为目标建立目标函数，设置区间运行时间 约束、停站时间约束、越行次数约束、列车安全间隔时间约束、始发 时间域约束、天窗约束、周期性约束，获得固定停站下周期与非周期 结合高铁运行图优化模型；

在所述固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型的基 础上，将列车停站方案设置为变量，仅考虑列车停站只允许增加的情 况；对区间运行时间约束、停站时间约束、列车安全间隔时间约束进 行修改，同时增加同一列车的停站次数约束以及整体开行方案的停站 次数约束，得到考虑停站调整的周期与非周期结合高铁列车运行图优 化模型。

进一步地，所述以列车旅行时间最小为目标建立目标函数，具体 为：

式中，i为列车标记，i∈L；L为列车集合，L＝L₁∪L₂，L₁为非 周期列车集合，L₂为周期列车集合，表示列车i 在终到站的到达时间，表示列车i在始发站的发车时间。