[发明专利]一种缓解轨道交通施工影响的常规公交主动改线方法

权利要求书

1.一种缓解轨道交通施工影响的常规公交主动改线方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

第一步，针对运行轨迹与轨道交通施工影响范围内的路段出现重合或交叉的常规公交线路，构建用于判断路线运营状态的评价指标，根据评价指标，判断运营状态是否需要对受影响区段的线路施行改线，以及判断出需采用的改线形式，其中，改线形式包括跳站运营和站点整体迁移；

第二步，当在受影响区域段采用跳站运营的方式时，调查获取公交车辆在该区段内的不停车通过时间及平均每增停一个车站后运营时间的增加情况；

当在受影响区域段采用站点整体迁移的方式时，在受影响区域选定改线备选区段以及备选车站，获取公交车辆在备选区段的不停车通过时间以及平均每增停一个车站后运营时间的增加情况；

第三步，调查所有待改站点的服务乘客数量，并预测各备选站的吸引量，建立0-1优化模型，求解0-1优化模型，根据0-1优化模型结果，得到公交改线方案并发布公交运营线路及站点位置变更通知。

2.根据权利要求1所述的缓解轨道交通施工影响的常规公交主动改线方法，其特征在于：第一步中，构建用于判断路线运营状态的评价指标是指周转耗时增加率，对于线路n∈N，N为常规公交线网中的所有线路集合：

周转耗时增加率是指，施工期间线路全程的平均运行时间T′_n相对施工前全程平均运行时间T_n的增加比例：

改线评判基准值为P₀，当即判定线路n因受轨道交通施工影响较大需要对受影响区段的线路施行改线，P₀依据乘客对于出行时间的承受能力以及城市公共交通服务质量评价的运送速度标准制定。

3.根据权利要求2所述的缓解轨道交通施工影响的常规公交主动改线方法，其特征在于：当确定需要对受影响区段的线路施行改线，其形式确定方法为：

测算公交线路总长度L_n，受影响区段长度l_n，施工期间车辆在受影响区段正常停站的运行平均时间为t_n，不停站通过的平均时间若t_n，与T_n之间存在如下关系：

其中，α为可接受的最大运行时间增加系数，则表示减少停站可以有效缓解施工对常规公交线路运营的影响，即采用在受影响区段内跳站运营的改线形式，

若t_n，与T_n之间存在如下关系：

则将受影响区段的站点整体迁移。

4.根据权利要求3所述的缓解轨道交通施工影响的常规公交主动改线方法，其特征在于：

将待改线路集合记为N′＝N₁∪N₂，N₁为采用跳站运营的线路集合，N₂为采用站点整体迁移改线的线路集合；

第二步中，站点整体迁移改线的线路n∈N₂至少对应一个备选区段，备选区段内的备选站是有序的，最终有且仅有一个备选区段被选用；备选区段所替换掉的原线路区段称为待改区段，同一线路的不同备选区段对应的待改区段存在差异，但都完整包含了受影响区段；备选区段应对待改区段客流的兼顾能力和与未改线区段的衔接性，使用备选区段与待改区段之间的Fréchet距离衡量，Fréchet距离越小则两个区段间的差异越小，即备选区段的上述能力越强；

线路n∈N₂的备选区段集为S_n，区段s∈S_n内的备选站序列为其对应的待改区段内原站点序列为备选区段与待改区段之间的Fr6chet距离应满足如下条件：

其中，D为指定的距离参数，表示可接受的最大改线差异，对于跳站运营的线路n∈N₁，待改区段与受影响区段相同且待改区段内原站点序列R_n。

5.根据权利要求4所述的缓解轨道交通施工影响的常规公交主动改线方法，其特征在于：第三步中，所有线路的备选站构成了备选站集V＝V_e∪V_b，其中V_e为备选车站中的既有车站集，V_b为新建车站集，所建立的0-1优化模型M如下：

[M]：

其中，式(5)将最大化改线后的预期服务乘客数量作为模型的目标函数，式中第一项为迁移后的新增车站吸引的乘客数量，第二项表示跳站运行的车站损失的乘客数量，第三项表示迁移线路待改区段站点的损失乘客数量；

约束条件中，式(6)、(7)表示每条线路在改线后的区段内，通行时间不能超过预定值；式(8)表示新建车站产生费用的总成本不能超出预算，式(9)表示每条需要整体迁移的线路有且仅有一个备选区段将被选择，式(10)、(11)表明了决策变量之间的关系，式(12)、(13)和(14)表示决策变量都是0-1变量；

0-1优化模型中涉及的符号含义介绍如下：

N′表示待改线路集合，N′＝N₁∪N₂，N₁为采用跳站改线的线路集合，N₂为采用整体迁移改线的线路集合；

R_n表示采用跳站运行的线路n∈N₁，其待改区段内原站点集合；

S_n表示采用整体迁移改线的线路n∈N₂的备选区段集；

表示采用整体迁移改线的线路n∈N₂，其备选区段s∈S_n对应的待改区段内原站点集合；

表示采用整体迁移改线的线路n∈N₂，其备选区段s∈S_n内的备选站集合；

V表示所有备选站构成的集合，其中V_e为备选车站中的既有车站集，V_b为新建车站集；

表示车站k可为线路n吸引的乘客数量，可通过调查获得；

表示施工期间线路n∈N₁在待改区段不停站通过的平均时间，可通过调查获得；

δ_n表示线路n∈N₁在待改区段内平均每增停一个车站后，运营时间的增加量，可通过调查获得；

表示线路n∈N₂在备选区段s∈S_n内不停站通过的平均时间，可通过调查获得；

δ_s表示线路n∈N₂在备选区段s∈S_n内平均每增停一个车站后，运营时间的增加量，可通过调查获得；

w_n表示线路n∈N′在改线区段的最大运行时间；

c表示每新建一个车站花费的成本；

W表示用于新建车站的资金预算；

决策变量包括y^k，z^s，其含义为：

为0-1变量，当线路n在改后运行区段内仍然通过车站k时取1；

y^k为0-1变量，当新建站k被选择，确认为需要修建的车站时取1；

z^s为0-1变量，s∈S_n，n∈N₂，当线路n的某条备选区段s被选择时取1；

最终，根据0-1优化模型的优化结果，得到常规公交改线方案并及时发布常规公交运营线路及站点位置变更通知。