[发明专利]基于线网结构和时序组合的城轨列车换乘接续优化方法

说明书

本发明提供了一种基于线网结构和时序组合的城轨列车换乘接续优化方法，属于城市轨道交通线路运营服务技术领域。该方法首先构建城市轨道交通线路的直线型网络拓扑结构；然后构建基于所述直线型网络拓扑结构的列车换乘接续约束模型；最后利用基于控制温度和搜索温度两个标识量的模拟退火算法求解所述列车换乘接续约束模型，获取列车运行时刻表优化方案和换乘接续站点。本发明考虑了出行距离和换乘方向，优化了城市轨道交通网络拓扑结构，提高了计算效率，提供了高效的列车接续方案，减少了车站内旅客滞留的数量，提高了车站运营安全性。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通线路运营服务技术领域，具体涉及一种基于线网结构和时序组合的城轨列车换乘接续优化方法。

背景技术

国内外学者均较早开展了城市轨道交通列车接续优化的研究，并且在优化方法形式上取得了较多创新成果，相关的研究主要在于轨道交通列车时刻表和开行方案的优化。

关于列车时刻表的一般优化原则与方法：考虑城市轨道交通体系的复杂性，部分学者提出了实时可控的模型进行优化分析。文献[1]深入分析了城市轨道交通首班列车开行方案的优化问题，并以北京地铁为实例进行了验证。文献[2]提出了实时的列车延误分析模型，主要围绕列车调度方案的改进进行研究，文献[3]也通过完善部分限制条件进行了类似的研究。文献[4]基于提出的列车调度模型，对比分析了城市轨道交通服务中实现高效运营的必需条件。

关于列车时刻同步的特点分析：文献[5]提出了城市轨道交通首班列车同步调度模型，优化目标为城轨全网总的乘客换乘等待时间最小。文献[6]基于城市轨道交通运营体系服务水平和乘客满意度提出了一个可变的列车时刻表方案。文献[7]研究了一个集成的城市轨道交通体系运营优化模型，其中考虑了线路规划、发车时间区段以及时刻表序列。

关于决策优化目标的类型和形式研究：考虑特定换乘服务的可行性，文献[8]分析了现有换乘分析方法的缺陷，并给出了相应的改进策略。其他一些学者还研究了不同类型优化目标在城市轨道交通列车时刻表和开行方案中的应用，并基于模型提出了相应的高效算法，典型的如文献[9]、文献[10]的研究成果。

关于城市轨道交通线网空间结构的特点分析：对于城市轨道交通网络，地理空间布局对运营体系有着重要的影响。比较有代表性的研究中，文献[11]深入分析了线路连接角度在城市轨道交通网络设计中的影响，其模型的优化目标是最大化城市轨道交通系统承载的客流量。

上述的研究主要基于时间层面上的同步协调，包括列车发车时刻和到达时刻的协同优化等，考虑城市轨道交通网络空间布局结构影响的研究较少。

参考文献：

[1]Guo X.,Wu J.,Sun H.,Liu R.and Gao Z.(2016).Timetable coordinationof first trains inurban railway network:a case study of Beijing.AppliedMathematical Modelling,40:8048-8066。

[2]Corman F.,D’Ariano A.,Pacciarelli D.and Pranzo M.(2014).Dispatching and coordination in multi-area railway trafficmanagement.Computer Operation Research,44(1):146-160。

[3]Kecman P.,Corman F.,D’Ariano A.and Goverde R.M.P.(2013).Rescheduling models for railway traffic management in large-scalenetworks.Public Transportation:Planning Operation,5(1-2):95-123。