一种城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及城市轨道交通的运营组织方法。更具体地，设及一种城市轨道交通多 线协同运营方案的优化方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，地铁大客流条件下多线、多站协同运营组织问题研究不多，多W单站限流和 单线限流为研究对象。对于单站限流问题，现有研究对车站进行独立分析，主要考虑车站 内部流线W及设备设施的客流控制，没有从路网角度分析运营方案对于不同车站限流的影 响，因此无法解决路网中宏观客流的协调问题；对于单线限流问题，现有研究仅考虑了本线 客流，但对于换乘站，其客流还包含其他线路的换乘客流，并且当运营方案发生变化时，乘 客的路径选择也会发生变化，因此从单线角度无法真实反映路网中的动态客流情况。同时， 现有研究主要是从政策层面上提出定性的运营组织方法，缺少制定多站或多线之间协同组 织的理论支撑和可操作的定量方法。
[0003] 另一方面，现有研究大多利用运营管理中的经验数据进行分析，但存在获取数据 的成本较高，数据不具有普遍性的问题，而计算机仿真方法能够真实模拟客流在城市轨道 交通网络中转移的情况，并且可根据实际情况设置仿真场景。
[0004] 随着新线的不断开通运营，城市轨道交通路网运营规模逐渐扩大，客流吸引力逐 渐增加，在早晚高峰时段经常出现车站服务水平差，站外限流人数过多的情况。
[0005] 因此，需要提供一种城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法及系统。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的在于提供一种城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法。
[0007] 本发明的另一个目的在于提供一种城市轨道交通多线协同运营方案的优化系统。 [000引为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0009] 一种城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法，该方法包括如下步骤：
[0010] S1、统计现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和 车站特性；
[0011] S2、根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和 车站特性，设置城市轨道交通多线协同运营仿真方案；
[0012] S3、根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和 车站特性，定义乘客广义出行费用函数，并根据费用函数建立乘客路径选择概率模型；
[0013] S4、根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性、 车站特性和乘客路径选择概率模型，计算各仿真方案中各车站的限流人数；
[0014] S5、根据各仿真方案中各车站限流人数，计算各仿真方案的乘客总满意度，将乘客 总满意度最高值对应的仿真方案作为最优城市轨道交通路网多线协同运营方案。
[0015] 优选地，步骤S2进一步包括如下子步骤：
[0016] S2. 1、根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性 和车站特性，按一定发车间隔调整精度，基于不同的发车间隔和不同的站站停与大站停车 次比例设置城市轨道交通多线协同运营仿真方案；
[0017] S2. 2、计算设置完成的城市轨道交通多线协同运营仿真方案的数量Z，公式如下： [001 引
【主权项】
1. 一种城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法，其特征在于，该方法包括如下步 骤： 51、 统计现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和车站 特性； 52、 根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和车站 特性，设置城市轨道交通多线协同运营仿真方案； 53、 根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和车站 特性，定义乘客广义出行费用函数，并根据所述函数建立乘客路径选择概率模型； 54、 根据所述现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性、 车站特性和乘客路径选择概率模型，计算各仿真方案中各车站的限流人数； 55、 根据各仿真方案中各车站限流人数，计算各仿真方案的乘客总满意度，将乘客总满 意度最高值对应的仿真方案作为最优城市轨道交通多线协同运营方案。
2. 根据权利要求1所述的城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法，其特征在于， 所述步骤S2进一步包括如下子步骤： S2. 1、根据现有城市轨道交通路网的路网特性、客流特性、各线列车运行计划特性和车 站特性，按一定发车间隔调整精度，基于不同的发车间隔和不同的站站停与大站停车次比 例设置城市轨道交通多线协同运营仿真方案； S2. 2、计算设置完成的城市轨道交通多线协同运营仿真方案的数量Z，公式如下：
公式中，f为线路数量；\为线路r的发车间隔调整精度，[~，bj为线路r发车间隔 范围；[q，cg为线路r站站停与大站停车次比例范围。
3. 根据权利要求1所述的城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法，其特征在于， 所述步骤S3中 乘客广义出行费用函数的公式为： Uk= 0TBTBk+ 0TCTCk+ 0NTNTk 公式中，Uk为乘客选择第k条路径的广义出行费用；TBk为乘客选择第k条路径的乘车 时间，TCk为乘客选择第k条路径的站内走行及等待时间；NTk为乘客选择第k条路径的换 乘次数；9TB为乘车时间的权重；9T。为站内走行及等待时间的权重；9 !"为换乘次数的权 重； 乘客路径选择概率模型的公式为：
公式中，Pk为客流0D在第k条路径上的客流分配比例；X为随机误差参数；1为路径 数量。
4. 根据权利要求1所述的城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法，其特征在于， 所述步骤S4中计算各仿真方案中各车站限流人数的计算公式如下：
[]表示取整 当/e(7〗时，列车< 到达车站n，gDn(t-l)>Cn，
公式中，为第m个仿真方案中车站n的限流人数；Rn(t)为车站n仿真时刻t下的 限流人数；Dn(t)为车站n仿真时刻t下客流需求；(；为车站最大聚集能力；为仿真时 刻t下线路r车次h的车上人数；仿真时刻t为均匀的离散仿真时间；T为仿真时长；S为 仿真粒度；tG[〇,T]且t=e5，e= 0, 1，2. . . [T/ 5 ] ;G^"为车站n线路r分上下行的列 车停站时刻集合；P为超员系数;w为列车定员； an为车站n进站客流到达率、及；为车站n线路r换乘客流下车率、？<为车站n线路r出站客流下车率，计算公式如下：
公式中，为乘坐线路r在车站n进站的客流需求；为乘坐线路r在车站n出 站的客流需求；77?=为乘坐线路r在车站n换乘的客流需求；为乘坐线路r在车站n 经过不下车的客流需求；为i站进站、j站出站的客流中，选择经过线路r的路径k 的概率；〇idj为在仿真时长T内i站进站、j站出站的客流需求量；P77(/, /，《)为i站进站、 」站出站、11站换乘的客流中，选择经过线路1'的路径1^的概率；/54:(/，./，/7)为1站进站、」 站出站、n站经过不下车的客流中，选择经过线路r的路径k的概率；1为路径数量；N为车 站数量； ￡>:(/)为t时刻车站n在线路r的客流量，计算公式如下：
公式中，gn为车站n所衔接的线路数。
5.根据权利要求4所述的城市轨道交通多线协同运营方案的优化方法，其特征在于， 步骤S5进一步包括如下子步骤： S5. 1、根据各仿真方案中各车站限流人数，计算各仿真方案中各站限流人数均值的单 满意度和各仿真方案中各站限流人数变异系数的单满意度， 所沭计笪夂仿直方銮中夂站限流人翁询佶的里滿意度的公式如下：
公式中，M#(Rm)为第m个仿真方案的各站限流人数均值的单满意度，在[0, 1]内取值；Z为仿真方案数量；N为车站数量；为第m个仿真方案中车站n的限流人数；况〃为第m 个仿真方案中各站限流人数均值；丨为第m个仿真方案中各站限流人数均值上限； meZ m/卩{/T}为第m个仿真方案中各站限流人数均值下限； mez 所