[发明专利]基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法及系统

权利要求书

1.一种基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法，其特征在于，包括：

基于共线线路拓扑结构特点，结合列车在不同时段的客流特征，调整灵活编组列车的编组数，通过表征编组中的前车在干线上的到站时间、干线上的出站时间、支线上的到站时间、支线上的出站时间以及与后车的编组状态，以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数为目标函数，构建列车灵活编组运行图编制模型；

求解列车灵活编组运行图编制模型，得到共线条件下列车灵活编组列车运行图。

2.根据权利要求1所述的基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法，其特征在于，所述共线线路拓扑结构，干线线路用L1表示，支线线路分别用L2和L3表示，其中以L1线路的第一座车站为车站1依次对L1线路的J1座车站进行编号，并以L2支线的第一座车站为车站J1+1，依次对L2线路的车站进行编号，以L3支线的第一座车站为车站J1+J2+1，依次对L3线路的车站进行编号；

车站集合表示为：J＝{1,2,...,J1,J1+1,...,J1+J2,J1+J2+1,...,J1+J2+J3}；

车站编号用j表示，j∈J，列车集合表示为I＝{1,2,...,I}，车次编号用i表示，i∈I；

对于位置相邻的车站，车次i在车站j的出站时间和到站时间有如下关系：其中，表示停站时间，表示区间运行时间，up表示列车上行运行方向。

3.根据权利要求2所述的基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法，其特征在于，引入决策变量分别表示车次i是否由L1干线驶入L2支线或者L3支线；若表示车次i由L1干线经过轨站驶入L2支线；若表示车次i由L1干线经过轨站驶入L3支线；

当列车经由干线与支线的过轨站J1，将驶入任意一条支线到达该支线的首站，考虑到任何车次经过过轨站之后，只能驶入其中的一条支线，因此需要对支线的首站到站时间有如下公式：

其中，M表示一个整数，当车次i选择驶入L2支线时，在L1支线的首站J1+1的到站时间取决于在过轨站J1的出站时间和区间运行时间；

当车次i选择驶入其他支线时，由于M使得不等式恒成立，L1支线的首站到站时间不由过轨站的发车时间决定；

同理，当列车经由过轨站驶入L3支线时：

4.根据权利要求3所述的基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法，其特征在于，引入决策变量来表示列车是否完成一个全周转后继续运行；当时，表示车次i₁在下行方向最后一站进行了折返作业转换至上行方向继续运行，并衔接至一个新的车次i₂：

其中，r^turn,max为最大折返作业时间，r^turn,min为最小折返作业时间，R表示不同于M的一个足够大的正数；

相邻列车在同一站的到站时间和出站时间都满足运行间隔的时间约束：

其中，为布尔变量，用来表示车次i与车次i+1(后车)离开/到达车站j时是否处于编组状态；为车次i离开/到达车站j的时间。

5.根据权利要求4所述的基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法，其特征在于，在两列车进行编组时，要求前车的停站时间在规定的范围内额外增加编组作业时间；在两列车进行解编时，要求后车的停站时间在规定的范围内额外增加解编作业时间，其公式表述为：

其中，D为编组/解编作业额外需要的时间。

6.根据权利要求5所述的基于灵活编组的地铁共线运营列车运行图编制方法，其特征在于，以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数作为优化目标的目标函数为：

其中，表示上行方向上的站台等待人数，表示下行方向上的站台等待人数，表示上行方向上列车内的乘客数，表示下行方向上列车内的乘客数。