[发明专利]一种基于实时需求信息的城市轨道交通客流控制方法

权利要求书

1.一种基于实时需求信息的城市轨道交通客流控制方法，其特征在于，包括：

S1、构建城市轨道交通的虚拟网络模型，刻画列车时刻表，表示每个时间段的列车停站及运营情况；

S2、基于构建的所述城市轨道交通虚拟网络模型，估计每个时段客流需求的随机分布特征，得到每个起讫点客流需求的概率分布；

S3、根据构建的所述城市轨道交通虚拟网络模型以及每个起讫点客流需求的概率分布，建立城市轨道交通客流控制的随机动态规划模型；

S4、基于近似动态规划方法，设计基于实时需求信息的城市轨道客流控制策略，得到每个阶段的客流控制决策方案。

2.根据权利要求1所述的基于实时需求信息的城市轨道交通客流控制方法，其特征在于，所述步骤S1的核心是基于列车时刻表表示每个阶段的列车停站、下游车站以及站点是否有列车停靠的信息，具体实现过程如下：

S11、假设城市轨道交通线路共包括N个站点，从起点到终点依次编号为0,1,...,N–1，共有V辆列车在高峰时段依次从起点0开往终点N-1，每辆列车的容量均为C；

S12、将高峰时段划分成T个时间段，则对每辆列车v从始发站出发和到达终点站的时间分别为和

S13、在列车v的运行途中，用0-1变量表示列车v在时间段t是否经过站点i，若经过则取1，否则取0；

S14、令表示列车v在时刻t距离最近的下游车站；

S15、用0-1变量表示列车v在时刻t是否停靠其中一个车站，若停靠则取1，否则取0；

S16、用0-1变量表示在时间段t是否有列车停靠站点i，若有列车停靠则取1，否则取0。

3.根据权利要求1所述的基于实时需求信息的城市轨道交通客流控制方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实现过程如下：

S21、基于构建的所述城市轨道交通虚拟网络模型，根据城市轨道交通的历史客流刷卡数据，得到所有起讫点的集合

S22、针对每个起讫点OD(i,j)，结合高峰时段的乘客出行行为特征，估计出每个时间段t的随机客流需求的分布特征；

S23、基于估计的分布特征，得到分布特征的均值及累积概率分布函数

S24、基于统计分析方法，得到时间段t的随机需求场景ω_t及所有需求场景的支撑集Ω。

4.根据权利要求1所述的基于实时需求信息的城市轨道交通客流控制方法，其特征在于，所述步骤S3中建立的随机动态规划模型以高峰时段列车服务乘客所产生的总收益最大为目标函数，以列车容量、客流守恒及列车时刻表为约束，包括两部分模型变量，一部分是系统状态变量和其中表示在时间段t刚开始时起讫点OD(i,j)的滞留乘客数量，表示时间段t刚开始时列车v上到终点j的乘客数量；另一部分是系统控制变量表示在时间段t接收的起讫点OD(i,j)的上车人数。

5.根据权利要求4所述的基于实时需求信息的城市轨道交通客流控制方法，其特征在于，所述步骤S3的具体实现过程如下：

S31、基于系统状态变量的定义，表示模型的系统状态转移方程，包括系统滞留乘客数量的状态转移方程和列车上乘客数量的状态转移方程；

S32、采用粗体表示向量，将滞留乘客数量状态、车上乘客数量状态和客流控制决策向量分别表示成D，S和x；

S33、基于步骤S32，将时间段t的系统状态及决策子向量分别表示成D^t，S^t和x^t(ω_t)；

S34、假设接收每个起讫点OD(i,j)中乘客上车能获得的收益为r_i，j，将V^t(D^t，S^t)表示从时间段t刚开始时的状态(D^t,S^t)出发，在时间段t,t+1,...,T得到的最大累计收益值，即最优值函数，得到Bellman方程。