[发明专利]一种基于大站停车和多站协同限流的地铁客流组织方法

摘要

本发明公开一种基于大站停车和多站协同限流的地铁客流组织方法，该方法包括如下步骤统计地铁线路上各车站的客流特性；根据各车站的客流特性，设置地铁线路的列车停站方案；根据各地铁车站的客流特性和地铁线路的列车停站方案，构建列车和乘客的时空转移模型；根据列车和乘客的时空转移模型，计算线路多站运输系统的加权值；动态调整决策变量，优化全部乘客的整体加权值，获得最优列车停站方案及相应的限流方案。本发明所述技术方案克服了孤立、静态考虑单个车站限制客流的局限性，考虑了各个车站客流变化对相邻车站的影响，把车站和线路作为一个整体，使得整条线路的客流变化动态联系起来，比既有的单站限流方案有明显的改善。

主权项

一种基于大站停车和多站协同限流的地铁客流组织方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、统计地铁线路上各车站的客流特性；S2、根据各车站的客流特性，设置地铁线路的列车停站方案；S3、根据各地铁车站的客流特性和地铁线路的列车停站方案，构建列车和乘客的时空转移模型；S4、根据列车和乘客的时空转移模型，计算线路多站运输系统的加权值；S5、动态调整决策变量，优化全部乘客的整体加权值，获得最优列车停站方案及相应的限流方案；步骤S2中所述列车停站方案设置为：筛选除始发站和终到站外各车站的客流特性中的进出站总量大的车站作为大站，在单个运行周期内开行多列站站停列车与一列大站停列车；步骤S3进一步包括如下子步骤：S3.1、构建由列车在车站的发车时间、区间运行时间、到站时间和停站时间描述的列车位置转移子模型，并调整该子模型中对应后续列车在本站或者相邻车站的到达时间或出发时间；S3.2、构建由乘客位置和乘客状态描述的站内乘客状态转移子模型；S3.3、构建站外限流人数变化子模型；S3.4、由所述列车位置转移子模型、站内乘客状态转移子模型和站外限流人数变化子模型共同构成列车和乘客的时空转移模型；步骤S3.1进一步包括如下子步骤：S3.1.1、构建由列车在车站的发车时间、区间运行时间、到站时间和停站时间描述的列车位置转移子模型，模型公式为：tk,ndp=tk,na+tk,nd]]>tk,na=tk,n-1dp+tk,n-1r]]>tk,ndp-tk-1,ndp≥I]]>公式中，k为列车编号，k＝1,2,.....,K；n为车站编号，n＝1,2,.....,N；为列车k在车站n的发车时间；为列车k在车站n的到站时间；为列车k在车站n的停站时间；为列车k在车站n‑1到车站n间的区间运行时间，包括列车的纯运行时间和起停附加时间；I为列车最小发车间隔时间；S3.1.2、判断大站停列车在甩站车站的通过时间与前后列车的出发或到达时间的间隔是否满足列车在车站的最小作业时间约束，若不满足，则调整对应后续列车在本站或者相邻车站的到达时间或出发时间；步骤S3.1.2进一步包括如下子步骤：S3.1.2.1、判断列车k在车站n的到站时间与列车k‑1在车站n的发车时间间隔是否满足列车最小发到间隔时间要求，若不满足，即Ifd为车站通过最小发到间隔时间，转到步骤S3.1.2.2；若满足，结束调整；S3.1.2.2、更新列车k在车站n‑1和n‑2的发车时间，令则转入步骤S3.1.2.3；S3.1.2.3、判断车站n‑2是否为始发站，若是，转向步骤S3.1.2.4；若否，转入步骤Step3.1.2.6；S3.1.2.4、判断列车k和列车k+1在车站n‑2的发车间隔时间是否满足最小发车时间要求，若不满足，即If为车站发车最小间隔时间，转入步骤S3.1.2.5；若满足，结束调整；S3.1.2.5、从列车k+1开始，使后续每列车的发车时间均推迟结束调整；S3.1.2.6、判断列车k在车站n‑2的发车时间与列车k+1在车站n‑2的到站时间间隔是否满足最小发到间隔时间要求，若不满足，即转入S3.1.2.7；若满足，结束调整；S3.1.2.7、更新列车k+1在车站n‑3的发车时间，令则更新n＝n‑1，转入步骤S3.1.2.3；步骤S3.2中所述站内乘客状态转移子模型的模型公式为：ak,n=mk,na·pk,n]]>sk,n=ηmax·TC-mk,na+ak,n]]>bk,n≤sk,nmk,ndp=mk,na-ak,n+bk,n]]>公式中，ak,n为列车k在车站n的下车乘客数；为列车k在到车站n前的车上乘客数；pk,n为列车k在车站n的下车乘客率；sk,n为列车k到达车站n完成乘客下车后的列车剩余能力；ηmax为列车的最大满载率；TC为列车定员；bk,n为车站n的站台候车乘客中完成上车k的乘客数；为列车k离开车站n时列车上的乘客数；步骤S3.3中所述站外限流人数变化子模型的模型公式为：bk,ne=bk,nw·rn]]>wk,n=bk,nw-bk,ne]]>bk,n=bk,ne+bk-1,ne-h,bk,ne+bk-1,ne-h≤sk,nsk,n,bk,ne+bk-1,ne-h>sk,n]]>相应地，公式中，为列车k在车站n停站时段到达车站入口想要进站的乘客数；为列车k在车站n停站时段到达车站入口并进站的乘客数；rn为车站n的入口乘客进站比例；wk,n为列车k在车站n停站时段被限制在车站入口不能进站的乘客数；为列车k离开车站n时车站n站台上滞留的乘客数；步骤S4中计算线路多站运输系统的加权值的计算公式为：Z=Σk=1KΣn=1NΣj=n+1Ncn,j·αn,j·(bk,n-wk,n·θ)·γn]]>cn,j=3(ln,j≤6)4(6<ln,j≤12)5(12<ln,j≤22)6(22<ln,j≤32)6+1×(ln,j-3220)]]>公式中，j为列车k到车站n时的任意后续车站编号，cn,j为OD(n，j)的加权因子；αn,j为列车k在车站n的上车人数bk,n中OD是(n，j)的乘客比例，可通过给定的OD分配比例获得；θ为限流乘客的惩罚系数；γn为乘客候车车站的重要度权重；ln,j为OD(n，j)的里程。