[发明专利]地铁客货共享车厢动态分配与运行计划一体化优化方法

权利要求书

1.地铁客货共享车厢动态分配与运行计划一体化优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：参数设定，地铁客货共享车厢动态分配与运行计划一体化优化方法采用的列车包括：乘客专用车厢和客货共享车厢，车厢类型用集合I＝{1,2}表示，i∈I，其中，i＝1表示乘客专用车厢，只能为乘客所用；i＝2表示客货共享车厢，能够被货物或乘客使用；

设定列车总车厢数量为n₁，其中，客货共享车厢数量为n₂，则乘客专用车厢数量为n₁-n₂；

所采用的列车用集合N＝{1,2,…,|N|}表示，m∈N，其中1和|N|分别表示首班车和末班车；

所涉及的车站用集合O＝{1,2,…,|S|}表示，s,k,v∈O，其中1和|S|分别表示线路的起点站和终点站；

将规划时间区间离散为一系列单位时间长度为t^unit的时间区间；离散化后的时间节点集合用T＝{0,1,2,3,…,|T|}表示，t∈T，其中0和|T|分别表示该时段的开始时刻和结束时刻；

步骤2：定义决策变量，所述决策变量包括：列车到达时刻和出发时刻、客货共享车厢使用状态和允许装载上车货物数量；

所述列车到达时刻和出发时刻分别使用a_m,s、d_m,s表示：a_m,s表示列车m到达车站s的时间，d_m,s表示列车m从车站s出发的时间；

所述客货共享车厢使用状态包括：载货、载人和空闲三种状态，分别选取0-1指示变量α_m,s、β_m,s和γ_m,s表示，当α_m,s＝1表示列车m从车站s出发时被乘客使用；否则＝0；当β_m,s＝1表示列车m从车站s出发时被货物使用；否则＝0；当γ_m,s＝1表示列车m从车站s出发时是空闲状态；否则＝0；

所述允许装载上车货物数量采用表示，表示从车站s搭乘列车m去往车站v的货物数量；

步骤3：确定约束条件，所述约束条件包括：客货共享车厢逻辑约束、列车时刻表相关约束、乘客运输相关约束和货物运输相关约束；

步骤4：建立目标函数，以最小化等待乘客数量和货物运输延误惩罚为目标，构建以列车时刻表、乘客运输、货物运输和客货共享车厢为约束的混合整数规划模型。

2.如权利要求1所述的地铁客货共享车厢动态分配与运行计划一体化优化方法，其特征在于，所述客货共享车厢逻辑约束包括：

1)客货共享车厢不能同时被货物和乘客使用，只能存在载人、载货和空闲中的一种状态：

2)当客货共享车厢被乘客使用后，该车厢在后续车站继续被乘客使用，不再运输货物：

其中，α_m,s+1表示列车m从车站s+1出发时被乘客使用；

3)如果客货共享车厢未被乘客使用，则乘客优先选择乘坐乘客专用车厢，当乘客专用车厢无剩余容量后，客货共享车厢才被乘客使用：

其中，M为无穷大的数，为列车m从车站s出发时，乘客专用车厢所载乘客数量，为列车m从车站s出发时，客货共享车厢所载乘客数量，C^u为每节车厢的容量，α_m,s-1表示列车m到达车站s-1的时间；

4)客货共享车厢载运状态应与指示变量相关联，当列车载有乘客时，α_m,s＝1；当列车载有货物时，β_m,s＝1；

其中，e为货物与乘客的换算系数，为列车m从车站s出发时，客货共享车厢所载货物数量。