[发明专利]基于非高峰时段的城市轨道交通混合运输方法和系统

权利要求书

1.一种基于非高峰时段的城市轨道交通混合运输方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建非高峰时段的地铁列车混合运输框架；

基于AFC数据获取非高峰时段地铁列车的最大客流量，根据所述混合运输框架计算非高峰地铁列车的货运车厢数目；

将所述非高峰地铁列车的货运车厢数目E作为输入数据，结合末端货运站的需求货运量，确定所述混合运输框架中的非高峰时段地铁货运装载模式r；

根据地铁列车运行基本数据和货运站的基本信息，基于确定的所述货运装载模式r，构建非高峰时段的城市轨道交通混合运输模型；

基于变邻域搜索算法对所述混合运输模型进行求解，输出非高峰时段的城市轨道交通混合运输的货运成本，非高峰地铁列车的货运车厢数目和货运装载模式r；

基于非高峰时段的城市轨道交通混合运输阶段，以货物配送成本最小为目标，以车辆线路能力、地铁线路能力、货物配送时间窗和惩罚成本系数为约束条件，构建地铁列车货运装载模式的非高峰时段的城市轨道交通混合运输模型，所述混合运输模型构建过程如下：

（1）目标函数

非高峰时段的城市轨道交通混合运输模型以配送成本最小为优化目标，配送成本主要包括车辆配送成本、转运成本和延误成本，其中：

z=min

式中：n表示货运车辆索引，且 n∈V；表示货物集散中心；表示货物出发地铁站的集合；表示货物到达地铁站的集合；表示末端货物站的集合；M表示地铁列车集合；表示货运车辆的集合； 表示运输路径是否由车辆提供服务；表示货运车辆的数目；表示从货物集散中心i至出发地铁站j的单位货物车辆运输成本；表示路径上的货物数量；表示车辆通过运输路径提供服务则为1，否则为0；表示从到达地铁站至末端货物站的单位货物车辆运输成本；表示末端货运站的货物数量；表示车辆通过运输路径提供服务则为1，否则为0；表示车辆数目；表示车辆的固定运营成本；表示单位货物完成一次的转运成本；表示出发地铁站至到达地铁站所需的转运次数；表示车辆通过运输路径提供服务则为1，否则为0；表示末端货物站的单位货物的惩罚成本系数；z表示目标函数；

（2）约束条件

① 车辆线路能力约束

车辆在首公里和最后一公里的配送路网中应满足车辆容量约束、车辆数量约束和线路能力约束：

式中：表示车辆容量；

② 地铁线路能力约束

货物通过列车在地铁网络中运行应满足列车容量约束和换乘次数约束，

式中： E表示非高峰地铁列车的货运车厢数目；表示地铁列车单节车厢货物容量；

③ 货物配送时间窗约束

混合运输列车的发车时间不早于非高峰时段开始时间，

式中：表示当列车到达站点时，与站之间的运行时长，且时，；表示站点所在地铁线路上列车的首站发车时间；表示货物在站点的装载时间；表示站点所在地铁线路的首站点的发车时间；表示完成路径配送所需的时间；表示一个大的正整数；表示对末端货物站的需求货物开始配送时间；表示对末端货物站的需求货物最早开始配送时间；表示对末端货物站的需求货物最晚完成配送时间；

列车在整个混合运输的过程中配送时长满足首公里和最后一公里的配送时长和地铁配送时长的和，

式中：表示对末端货物站的需求货物完成配送时间；表示货物完成一次换乘所需时间；表示非高峰时段的地铁列车的车头时距；表示站点至站点之间的地铁列车运行时间；表示货运装载模式；表示到达地铁站至末端货运站之间的车辆运行时间；

④ 惩罚成本系数约束

惩罚成本系数受货物配送时间窗影响，未能在时间窗内完成配送需要根据其惩罚成本系数计算延误成本，

式中：表示单位货物的延误成本。