[发明专利]高铁列车运行图与旅客时变需求吻合性的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车运行方案的评价及调整方法，具体涉及一种高铁列车运行方案与旅客时变需求的吻合性评价方法及调整方法。

背景技术

根据2016年7月国家发改委、交通运输部、中国铁路总公司联合发布的《中长期铁路网规划》，预计到2020年，全国高速铁路将由2015年底的1.9万公里增加到3万公里，届时将形成“八纵八横”的高铁网络。随着高速铁路网络逐步形成，网络化运营使得服务水平与运营效率大幅提升，高速铁路为旅客提供高质量的服务，并开始与公路、航空等其它运输方式进行竞争。列车运行图是铁路企业向市场输出的客运产品，因此，向客运市场输出高质量的高铁列车运行图是提升高速铁路服务水平和运营效率的重要保障。

出行旅客的个体差异决定了出行需求的时空差异性，这种时空差异性称之为时变特征。在高铁网络中，旅客出行需求具有显著的时变特征。高速列车采用高速度、高密度和小编组的运行模式，为满足旅客时变需求提供了技术条件，降低了旅客候车时间，提高了旅客运输服务水平。铁路运输管理者自然希望在出行需求较高的时空开行更多列车，使列车开行密度跟随旅客出行时变需求保持一致的波动性。对于已经实施的列车运行图，可以根据运营效果进行评价，进而对运行图进行调整，使运行图充分吻合旅客时变需求。但铁路旅客运输是一种大运量的运输组织方式，列车的开行距离须足够长、中途停站须足够多，以便满足更多的O-D需求，对于具有较长行程的列车，出发时可能处于需求高峰，途中或终到时可能处于需求低谷，铁路运输的这些本质特征使得列车运行图就难以在每一个细小的时空单元与旅客时变需求完全相吻合。因此，高铁列车运行图与旅客时变需求的吻合性评价成为一个复杂的问题。

一些研究给出了针对时变需求的客流分配方法，以便评价列车开行效率。针对时变需求的客流分配方法大体分为两类，其一是将客流分配到路网上，其二是将客流分配到列车上。若将时变需求分配到路网上，则可以获得线路区间上的时变需求，在需求较大的时空区域上组织开行列车，扩展了编制列车开行方案的传统方法。若将时变需求分配到列车上，则便于降低旅客出行计划、出行时间与实际上车时间的偏差。虽然以上两种针对时变需求的客流分配方法，都能够用于评价列车运行图与时变需求的吻合性，但由于实际部门并不掌握旅客时变需求，所以不能采用上述客流分配方法进行评价，这些方法只是停留在理论上。

因此，我们希望能利用高铁系统的实际运营数据来弥补时变需求分布的缺失。如何利用实际运营数据对高铁列车运行图与旅客时变需求的吻合性进行有效评价，这对于更好地满足铁路旅客需求、提高列车运行效率都具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种步骤简化、操作易行高效、实用性强、可标准化实施、评价结果客观合理的高铁列车运行图与旅客时变需求吻合性的评价方法，当评价不相吻合时，本发明还相应提供一种高铁列车运行图局部运输能力的调整方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种高铁列车运行图与旅客时变需求吻合性的评价方法，包括以下步骤：

步骤1(划分时空单元)：将全天运营时间[T₁，T₂]以特定时间长度(特定时间长度优选设定为10min-30min)为单位划分为若干时段，前述的若干时段依次标记为i＝1，2，…，n，对于任何线路区间a，相应地划分成若干时空单元，记为a(i)，i＝1，2，…，n，a∈A，其中A为(有向)区间集；

步骤2(获取时空单元中的客流量和运输能力)：

(获取时空单元中的客流量)从高铁运营管理系统中获取旅客实际乘车数据，根据获取的旅客实际乘车数据统计通过所有时空单元a(i)的客流量(即旅客人数)Q_a(i)，i＝1，2，…，n，a∈A；

(获取时空单元中的运输能力)从高铁运营管理系统中获取待评价的高铁列车运行图，根据前述高铁列车运行图，统计通过所有时空单元a(i)的运输能力C_a(i)，i＝1，2，…，n，a∈A；

由于现有的高铁列车具有2类编组(8辆或16辆编组)，它们的定员具有成倍的差异，为了更准确地体现这种差异，在列车密度描述中，我们优选采用列车定员总数来替代列车数量，我们优选定义通过a(i)的列车定员之和为通过a(i)的运输能力，记为C_a(i)，并根据列车运行图，统计各时空单元a(i)的运输能力C_a(i)，获得各时空单元配备的运输能力；