一種基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及城市軌道交通的客流組織。更具體地，設及一種基于大站停車和多站 協(xié)同限流的地鐵客流組織方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，國內各大城市城市軌道交通建設發(fā)展迅速，路網運營規(guī)模不斷擴大，城市 軌道交通在城市交通中的客流分擔率不斷增加，隨之帶來早晚高峰時段部分線路或車站能 力不足的問題，表現為線路最大滿載率超過100%的區(qū)間不斷增加，站內乘客超飽和現象嚴 重，站臺乘客擁擠，候車時間過長，乘車效率低下，同時乘客安全面臨威脅。
[0003] 在實際運營的地鐵路網中，不同線路由不同運營公司負責管理的實例并不少見， 相應運營主體只關注自己所負責運營線路保障客流安全與提高運輸能力的問題。
[0004] 針對早晚高峰時段的客流擁堵問題，北京地鐵運營中采用進站限流措施控制客 流，在站外設置限流欄控制進站乘客數量。該措施在一定程度上緩解了大客流對車站和線 路造成的壓力，但是該措施的時間粒度較大，不同線路、車站按經驗各自限流，未考慮本站 限流對相鄰車站的客流影響，且對限流效果未進行細化評估和改進，仍有部分車站能力緊 張、部分斷面滿載率過高。
[0005] 因此，考慮到客流在車站及線路的傳播特性和大站停車策略，需要提供一種基于 大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法， 可W得到早晚高峰時段的最優(yōu)大站停車方案和多站協(xié)同限流組織方案。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：
[0008] -種基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，該方法包括如下步驟：
[0009] S1、統(tǒng)計地鐵線路上各車站的客流特性；
[0010] S2、根據各車站的客流特性，設置地鐵線路的列車停站方案；
[0011] S3、根據各地鐵車站的客流特性和地鐵線路的列車停站方案，構建列車和乘客的 時空轉移模型；
[0012] S4、根據列車和乘客的時空轉移模型，計算線路多站運輸系統(tǒng)的加權值；
[0013] S5、動態(tài)調整決策變量，優(yōu)化全部乘客的整體加權值，獲得最優(yōu)列車停站方案及相 應的限流方案。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S2中所述列車停站方案設置為；篩選除始發(fā)站和終到站外各車站的 客流特性中的進出站總量大的車站作為大站，在單個運行周期內開行多列站站停列車與一 列大站f早列車。
[0015] 優(yōu)選地，步驟S3進一步包括如下子步驟：
[0016] S3. 1、構建由列車在車站的發(fā)車時間、區(qū)間運行時間、到站時間和停站時間描述的 列車位置轉移子模型，并調整該子模型中對應后續(xù)列車在本站或者相鄰車站的到達時間或 出發(fā)時間；
[0017] S3. 2、構建由乘客位置和乘客狀態(tài)描述的站內乘客狀態(tài)轉移子模型；
[0018] S3. 3、構建站外限流人數變化子模型；
[0019] S3. 4、由所述列車位置轉移子模型、站內乘客狀態(tài)轉移子模型和站外限流人數變 化子模型共同構成列車和乘客的時空轉移模型。
[0020] 優(yōu)選地，步驟S3. 1進一步包括如下子步驟：
[002。 S3. 1. 1、構建由列車在車站的發(fā)車時間、區(qū)間運行時間、到站時間和停站時間描述 的列車位置轉移子模型，模型公式為：
【主權項】
1. 一種基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征在于，該方法包括 如下步驟： 51、 統(tǒng)計地鐵線路上各車站的客流特性； 52、 根據各車站的客流特性，設置地鐵線路的列車停站方案； 53、 根據各地鐵車站的客流特性和地鐵線路的列車停站方案，構建列車和乘客的時空 轉移模型； 54、 根據列車和乘客的時空轉移模型，計算線路多站運輸系統(tǒng)的加權值； 55、 動態(tài)調整決策變量，優(yōu)化全部乘客的整體加權值，獲得最優(yōu)列車停站方案及相應的 限流方案。
2. 根據權利要求1所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在于，步驟S2中所述列車停站方案設置為：篩選除始發(fā)站和終到站外各車站的客流特性中 的進出站總量大的車站作為大站，在單個運行周期內開行多列站站停列車與一列大站停列 車。
3. 根據權利要求1所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在于，步驟S3進一步包括如下子步驟： S3. 1、構建由列車在車站的發(fā)車時間、區(qū)間運行時間、到站時間和停站時間描述的列車 位置轉移子模型，并調整該子模型中對應后續(xù)列車在本站或者相鄰車站的到達時間或出發(fā) 時間； S3. 2、構建由乘客位置和乘客狀態(tài)描述的站內乘客狀態(tài)轉移子模型； S3. 3、構建站外限流人數變化子模型； S3. 4、由所述列車位置轉移子模型、站內乘客狀態(tài)轉移子模型和站外限流人數變化子 模型共同構成列車和乘客的時空轉移模型。
4. 根據權利要求3所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在于，步驟S3. 1進一步包括如下子步驟： S3. 1. 1、構建由列車在車站的發(fā)車時間、區(qū)間運行時間、到站時間和停站時間描述的列 車位置轉移子模型，模型公式為：
公式中，k為列車編號，k = 1，2,……，K;n為車站編號，η = 1，2,……，N ; 為列 車k在車站η的發(fā)車時間；為列車k在車站η的到站時間為列車k在車站η的停 站時間；為列車k在車站η-1到車站η間的區(qū)間運行時間，包括列車的純運行時間和起 停附加時間；I為列車最小發(fā)車間隔時間； S3. 1. 2、判斷大站停列車在甩站車站的通過時間與前后列車的出發(fā)或到達時間的間隔 是否滿足列車在車站的最小作業(yè)時間約束，若不滿足，則調整對應后續(xù)列車在本站或者相 鄰車站的到達時間或出發(fā)時間。
5. 根據權利要求4所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在于，步驟S3. 1. 2進一步包括如下子步驟： S3. 1. 2. 1、判斷列車k在車站η的到站時間與列車k-Ι在車站η的發(fā)車時間間隔是否 滿足列車最小發(fā)到間隔時間要求，若不滿足，即，Ifd為車站通過 最小發(fā)到間隔時間，轉到步驟S3. 1. 2. 2 ;若滿足，結束調整； S3. 1. 2. 2、更新列車k在車站n-1和n-2的發(fā)車時間，令
，轉入步驟S3. 1. 2. 3 ; S3. 1. 2. 3、判斷車站n-2是否為始發(fā)站，若是，轉向步驟S3. 1. 2. 4 ;若否，轉入步驟 Step3. 1. 2. 6 ；
S3. 1. 2. 4、判斷列車k和列車k+l在車站n-2的發(fā)車間隔時間是否滿足最小發(fā)車時間 要求，若不滿足，即< J/，疒為車站發(fā)車最小間隔時間，轉入步驟S3. L 2. 5 ; 若滿足，結束調整； S3. 1. 2. 5、從列車k+l開始，使后續(xù)每列車的發(fā)車時間均推遲 __ _ _ 結束調整； S3. 1. 2. 6、判斷列車k在車站n-2的發(fā)車時間與列車k+l在車站n-2的到站時間間隔 是否滿足最小發(fā)到間隔時間要求，若不滿足，即<+1^2 <J /rf，轉入S3. 1. 2. 7 ;若滿
足，結束調整； S3. 1.2. 7、更新列車k+l在車站n-3的發(fā)車時間，令 卜3 = 卜3 + Δ?3，更新 n = n-1，轉入步驟 S3· 1. 2· 3。
6. 根據權利要求3所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在于，步驟S3. 2中所述站內乘客狀態(tài)轉移子模型的模型公式為：
公式中，ak，n為列車k在車站η的下車乘客數；為列車k在到車站η前的車上乘客 數；Ptn為列車k在車站η的下車乘客率；s tn為列車k到達車站η完成乘客下車后的列車 剩余能力；nmax為列車的最大滿載率；TC為列車定員；b tn為車站η的站臺候車乘客中完成 上車k的乘客數；mg為列車k離開車站η時列車上的乘客數。
7. 根據權利要求3所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在于，步驟S3. 3中所述站外限流人數變化子模型的模型公式為：
公式中，％；為列車k在車站η停站時段到達車站入口想要進站的乘客數為列車 k在車站η停站時段到達車站入口并進站的乘客數；rn為車站η的入口乘客進站比例；w k，n 為列車k在車站η停站時段被限制在車站入口不能進站的乘客數；為列車k離開車站 η時車站η站臺上滯留的乘客數。
8.根據權利要求1所述的基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，其特征 在干，擊驟S4中i+笪線路名站沄綸系統(tǒng)的加叔倌的i+笪公式為，
公式中，j為列車k到車站η時的任意后續(xù)車站編號，Ci^為OD(n，j)的加權因子；a n j 為列車k在車站η的上車人數\"中OD是（n，j)的乘客比例，可通過給定的OD分配比例 獲得；Θ為限流乘客的懲罰系數；γ η為乘客候車車站的重要度權重；I u為OD (n，j)的里 程。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于大站停車和多站協(xié)同限流的地鐵客流組織方法，該方法包括如下步驟：統(tǒng)計地鐵線路上各車站的客流特性；根據各車站的客流特性，設置地鐵線路的列車停站方案；根據各地鐵車站的客流特性和地鐵線路的列車停站方案，構建列車和乘客的時空轉移模型；根據列車和乘客的時空轉移模型，計算線路多站運輸系統(tǒng)的加權值；動態(tài)調整決策變量，優(yōu)化全部乘客的整體加權值，獲得最優(yōu)列車停站方案及相應的限流方案。本發(fā)明所述技術方案克服了孤立、靜態(tài)考慮單個車站限制客流的局限性，考慮了各個車站客流變化對相鄰車站的影響，把車站和線路作為一個整體，使得整條線路的客流變化動態(tài)聯系起來，比既有的單站限流方案有明顯的改善。
【IPC分類】G06Q50-00, G06Q10-04
【公開號】CN104866931
【申請?zhí)枴緾N201510321138
【發(fā)明人】李海鷹, 姜曼, 許心越, 劉軍
【申請人】北京交通大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月12日