[发明专利]一种基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法

权利要求书

1.一种基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，其特征在于，所述方法包括：

构建列车模拟运行模型；

预设初始列车数目序列；所述初始列车数目序列包括不同线路区间的初始列车数目；

根据所述初始列车数目序列，以乘客等待时间与城市轨道交通运营成本总和最小为目标，利用列车模拟运行模型模拟列车运行，生成列车调度运行方案；

调整列车调度运行方案，直至调整后的列车调度运行方案的线路断面满载率小于或等于线路断面满载率阈值且各站点列车满载率小于或等于站点列车满载率阈值，并将调整后的列车调度运行方案作为初始列车数目序列对应的列车调度运行可行方案；

重复以上步骤，获得多个初始列车数目序列对应的列车调度运行可行方案以及每个列车调度运行可行方案的线路断面满载率和各站点列车满载率；

计算每个列车调度运行可行方案的乘客等待时间和城市轨道交通运营成本；

将乘客等待时间、城市轨道交通运营成本、线路断面满载率和各站点列车满载率均为最小的列车调度运行可行方案作为最优列车调度运行方案。

2.根据权利要求1所述的基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，其特征在于，所述构建列车模拟运行模型，具体包括：

构建列车模型、轨道模型和线路模型；

定义列车运行基础参数；所述列车运行基础参数包括站点参数、列车站间运行参数、线路参数、列车参数和列车间运行参数；

按照客流特点，将列车单日运营划分为多个时段；

依据单日城市轨道交通乘车人数变化曲线，对各时段的各站点匹配客流量。

3.根据权利要求1所述的基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，其特征在于，根据所述初始列车数目序列，以乘客等待时间与城市轨道交通运营成本总和最小为目标，利用列车模拟运行模型模拟列车运行，生成列车调度运行方案，具体包括：

确定以乘客等待时间与城市轨道交通运营成本总和最小为目标的列车运行目标函数；

根据初始列车数目序列，采用模拟退火算法求解所述列车运行目标函数，获得列车时刻表；

根据所述列车时刻表，利用列车模拟运行模型模拟列车运行，生成列车调度运行方案；所述列车调度运行方案包括列车模拟运行所匹配客流和列车运行过程中各站点列车上下车人数。

4.根据权利要求3所述的基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，其特征在于，所述确定以乘客等待时间与城市轨道交通运营成本总和最小为目标的列车运行目标函数，具体包括：

建立乘客等待时间函数为其中，t_乘表示乘客等待时间；b表示列车运行方向；i表示列车停靠的站点；m表示站点总数；t表示列车运行中的时刻；表示列车运行时间；k表示列车发车的车次；表示线路区间列车运行方向b的初始列车数目的集合；ω_kib表示车次k在i站、b方向发车后，未能上车的旅客数；表示在时间段[d_kib,d_k+1,i,b]i站到达的乘客数；d_kib表示车次k在i站、b方向发车的发车时刻；d_k+1,i,b表示车次k+1在i站、b方向发车的发车时刻；的取值为1或0，当等于1时，表示车次k在1站、t时刻、b方向发车；当等于0时，表示车次k在1站、t时刻、b方向没有发车；λ_ib表示b方向的第i站上乘客的到达率；d_1ib表示第一车次列车在i站、b方向发车的时间间隔；

建立城市轨道交通运营成本函数为其中，m_成表示城市轨道交通运营成本；C表示列车完成线路区间一个方向的服务所需要的成本；

根据乘客等待时间函数和城市轨道交通运营成本函数，以乘客等待时间与城市轨道交通运营成本总和最小为优化目标，确定列车运行目标函数为

其中，minZ表示乘客等待时间与城市轨道交通运营成本总和最小值，α和β分别表示乘客等待时间函数和城市轨道交通运营成本函数的权重；

确定列车运行目标函数的约束条件；所述约束条件包括客流分布约束、不同线路区间上初始列车数目约束、列车乘客容量约束、最小停车间距约束和客流状态平衡约束。