[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

说明书

本发明涉及一种基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，涉及城市轨道交通领域，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，通过列车模拟运行模型模拟列车运行，验证列车调度运行方案的可行性，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，且通过乘客等待时间、城市轨道交通运营成本、线路断面满载率、各站点列车满载率多个分析角度综合评估列车调度运行方案优劣，选取最优列车调度运行方案，从而实现列车调度运行方案的可行性，并进一步优化轨道交通线路的运行调度。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通领域，特别是涉及一种基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法。

背景技术

城市轨道交通具有安全高效、便捷可靠、环保低碳等优点，已成为大城市居民出行的重要交通方式。但随着城市轨道交通网络规模进一步快速发展扩大，各种随机因素和突发事件对列车运行的干扰越来越频繁，列车运行安全问题面临挑战。另外，由于城市轨道交通通常具有线路简单，车头时距短和客流量大等特征，任何一辆列车的延误可能会变成大规模的延误，特别是在高峰期，这将导致严重的运输能力下降问题。此外，滞留的乘客可能会扩大延迟传播的规模，从而扰乱整个城市轨道网络的运行，给乘坐轨道交通出行的乘客造成极大的困扰。为了避免这种情况的发生，对轨道交通中既有线路的运行调度必须进行研究和优化。

此外，城市轨道交通为市民提供了便利的出行方式，具有运行速度稳定、运输量大的特点。随着城市不断发展，交通需求量增加，城市轨道交通也面临着较大的运营压力。轨道交通的列车调度直接影响到乘客的出行与运营的收益，一直是专家研究的重点。制定合理的轨道交通列车调度方案显得极为重要。在城市轨道交通列车调度问题研究的相关领域中，国内外学者已经取得了很多研究成果，这些成果多以乘客满意度或城市轨道交通运营成本最小为目标，进而得到最优方案，且往往停留在理论计算阶段，无法为列车调度运行方案提供较为准确的决策依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，在考虑列车调度运行方案的可行性的基础上优化轨道交通线路的运行调度，为列车调度运行方案提供准确的决策依据。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于匹配客流的列车模拟运行优化系统构建方法，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。

可选的，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；