轨道交通客流调度方法及装置与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种轨道交通客流调度方法及装置。

背景技术：

1、城市轨道交通客流具有较强的时空不均衡性和随机波动性，在高峰时段经常会出现车站内大量乘客滞留、运力供给与客流需求不匹配的情况。为保证运营安全性以及乘客服务水平，地铁运营部门常采取站外站内限流措施缓解大客流情况。针对单线及路网的多站协同限流已有丰富研究基础，通常以各站服务水平差异最小、限流车站数量最小、乘客站外延误时间和站台滞留时间最小等为优化目标。上述研究仅控制需求侧，并未结合运力供给进行优化，为了对客流需求与运力供给进行最大程度的优化匹配，也有相关研究将客流控制与运力调配协同考虑，将列车运行过程中的追踪间隔、发车间隔等因素作为约束条件，构建列车运行计划与客流控制计划协同优化模型。

2、但当前日的客流调度与后续日(例如明日或未来某日)的客流调度有所不同，相比于后续日的客流调度，当前日的客流调度所需的调度频次更高，且考虑到若列车已上线运行，其运行交路不能随意改变的因素，当前日的客流调度不能改变列车运行交路和列车运行图，而针对未来某日(例如明日)的客流调度，可以改变列车运行交路和列车运行图。如何针对当前日和后续日确定合适的客流调度方案是目前业界亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种轨道交通客流调度方法及装置。

2、第一方面，本发明提供一种轨道交通客流调度方法，包括：

3、获取客流调度时段；

4、在所述客流调度时段为当前日中时段的情况下，在所述客流调度时段中各第一调度周期，基于运力数据和所述第一调度周期的第一客流数据，求解第一优化模型，确定所述第一调度周期的列车开行频率增加方案和第一限流方案；

5、或，在所述客流调度任务为后续日中时段的情况下，在所述客流调度时段中各第二调度周期，基于运力数据和所述第二调度周期的第二客流数据，求解第二优化模型，确定所述第二调度周期的第二限流方案和至少一种开行方案；

6、所述第一调度周期的周期时长短于所述第二调度周期的周期时长；所述第一优化模型包括用于确定所述列车开行频率增加方案的第一运力优化子模型和用于确定所述第一限流方案的第一限流优化子模型；所述第二优化模型包括用于确定所述至少一种开行方案的至少一种第二运力优化子模型和用于确定所述第二限流方案的第二限流优化子模型。

7、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，所述第一运力优化子模型包括：第一运力调配目标函数和第一运力调配约束条件，所述第一运力调配目标函数以各交路列车开行频率作为决策变量，以列车走行公里最小为优化目标；

8、所述第一限流优化子模型包括：第一限流目标函数和第一限流约束条件，所述第一限流目标函数以限流车站集合和各限流车站的限流强度作为决策变量，以所述第一调度周期内进站客流量最大和限流车站集合的限流强度方差和最小作为优化目标；

9、所述列车开行频率增加方案包括：各交路的列车开行频率增加配置；所述第一限流方案包括：第一限流车站集合和各第一限流车站的限流强度；

10、所述基于运力数据和所述第一调度周期的第一客流数据，求解第一优化模型，确定所述第一调度周期的列车开行频率增加方案和第一限流方案，包括：

11、基于所述第一运力调配约束条件、所述运力数据和所述第一客流数据，求解所述第一运力调配目标函数，确定各交路的列车开行频率，以及基于所述运力数据和各交路的列车开行频率，确定各交路的列车开行频率增加配置；

12、基于所述第一限流约束条件、所述运力数据和所述第一客流数据，求解所述第一限流目标函数，确定所述第一限流车站集合和各第一限流车站的限流强度。

13、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，所述运力数据包括：第一预设最大断面满载率、预设线路最大列车开行频率、预设线路最大用车数、线路上车站总数、进站闸机通过能力指标、站台容纳能力指标和各区间的最大输送能力指标；所述第一客流数据包括：各区段的最大断面客流量；

14、所述第一运力调配约束条件包括：最大断面满载率约束条件、区段列车开行频率约束条件、交路列车开行频率约束条件、最大列车开行频率约束条件和运用车辆数约束条件；

15、所述最大断面满载率约束条件用于约束区段最大断面满载率小于或等于所述第一预设最大断面满载率；

16、所述区段列车开行频率约束条件用于约束各区段的列车开行频率与各区段的最大断面客流量之间的关系；

17、所述交路列车开行频率约束条件用于约束区段交路列车开行频率与区段的列车开行频率之间的关系；

18、所述最大列车开行频率约束条件用于约束所述区段交路列车开行频率与所述预设线路最大列车开行频率之间的关系；

19、所述运用车辆数约束条件用于约束交路运用车辆数与所述预设线路最大用车数之间的关系；

20、所述第一限流约束条件包括：限流强度约束条件、限流车站数量约束条件、站点能力约束条件和区间输送能力约束条件；

21、所述限流强度约束条件用于约束限流强度的取值范围；

22、所述限流车站数量约束条件用于约束限流车站数量与所述线路上车站总数之间的比例关系；

23、所述站点能力约束条件用于约束进站客流量与所述进站闸机通过能力指标之间的关系，以及约束所述进站客流量与所述站台容纳能力指标之间的关系；

24、所述区间输送能力约束条件用于约束各区间的通过客流量与各区间的最大输送能力指标之间的关系。

25、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，在所述基于所述第一限流约束条件、所述运力数据和所述第一客流数据，求解所述第一限流目标函数，确定所述第一限流车站集合和各第一限流车站的限流强度之前，还包括：

26、基于各交路的列车开行频率增加配置，更新各区间的最大输送能力指标。

27、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，所述至少一种第二运力优化子模型包括以下子模型：单一交路开行方案优化子模型、大小交路开行方案优化子模型和衔接交路开行方案优化子模型；

28、所述第二运力优化子模型包括第二运力调配目标函数和第二运力调配约束条件；

29、所述单一交路开行方案优化子模型的第二运力调配目标函数以单一交路列车开行频率作为决策变量，以乘客候车时间最少和列车走行公里最小为优化目标；

30、所述大小交路开行方案优化子模型的第二运力调配目标函数以小交路列车开行频率、第一比值、第一小交路折返站和第二小交路折返站作为决策变量，以乘客候车时间最少和列车走行公里最小为优化目标，所述第一比值为大交路列车开行频率与小交路列车开行频率之间的比值；

31、所述衔接交路开行方案优化子模型的第二运力调配目标函数以第一交路列车开行频率、第二交路列车开行频率以及衔接站作为决策变量，以乘客候车时间最少和列车走行公里最小为优化目标；

32、所述第二限流优化子模型包括：第二限流目标函数和第二限流约束条件，所述第二限流目标函数以限流车站集合和各限流车站的限流强度作为决策变量，以所述第二调度周期内进站客流量最大和限流车站集合的限流强度方差和最小作为优化目标。

33、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，所述至少一种开行方案包括：单一交路开行方案、大小交路开行方案和衔接交路开行方案；所述第二限流方案包括：各限流时段的第三限流方案，第三限流方案包括第二限流车站集合和各第二限流车站的限流强度，所述限流时段为所述第二调度周期中时段；

34、所述基于运力数据和所述第二调度周期的第二客流数据，求解第二优化模型，确定所述第二调度周期的第二限流方案和至少一种开行方案，包括：

35、基于所述运力数据和所述第二客流数据和所述单一交路开行方案优化子模型的第二运力调配约束条件，求解所述单一交路开行方案优化子模型的第二运力调配目标函数，确定所述单一交路开行方案；

36、基于所述运力数据和所述第二客流数据和所述大小交路开行方案优化子模型的第二运力调配约束条件，求解所述大小交路开行方案优化子模型的第二运力调配目标函数，确定所述大小交路开行方案；

37、基于所述运力数据和所述第二客流数据和所述衔接交路开行方案优化子模型的第二运力调配约束条件，求解所述衔接交路开行方案优化子模型的第二运力调配目标函数，确定所述衔接交路开行方案；

38、基于所述第二限流约束条件、所述运力数据和所述第二客流数据，求解所述第二限流目标函数，确定各限流时段的第三限流方案。

39、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，所述运力数据包括：预设线路最小列车开行频率、预设线路最大列车开行频率、预设线路最大用车数、第二预设最大断面满载率、线路上车站总数、进站闸机通过能力指标、站台容纳能力指标和各区间的最大输送能力指标；

40、所述第二运力调配约束条件包括：最小列车开行频率约束条件、最大列车开行频率约束条件、运用车辆数约束条件和最大断面满载率约束条件；

41、所述最小列车开行频率约束条件用于约束交路列车开行频率与所述预设线路最小列车开行频率之间的关系；

42、所述最大列车开行频率约束条件用于约束交路列车开行频率与所述预设线路最大列车开行频率之间的关系；

43、所述运用车辆数约束条件用于约束交路运用车辆数与所述预设线路最大用车数之间的关系；

44、所述最大断面满载率约束条件用于约束线路最大断面满载率小于或等于所述第二预设最大断面满载率；

45、所述第二限流约束条件包括：限流强度约束条件、限流车站数量约束条件、站点能力约束条件和区间输送能力约束条件；

46、所述限流强度约束条件用于约束限流强度的取值范围；

47、所述限流车站数量约束条件用于约束限流车站数量与所述线路上车站总数之间的比例关系；

48、所述站点能力约束条件用于约束进站客流量与所述进站闸机通过能力指标之间的关系，以及约束所述进站客流量与所述站台容纳能力指标之间的关系；

49、所述区间输送能力约束条件用于约束各区间的通过客流量与各区间的最大输送能力指标之间的关系。

50、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，在所述基于所述第二限流约束条件、所述运力数据和所述第二客流数据，求解所述第二限流目标函数，确定各限流时段的第三限流方案之前，还包括：

51、基于预设评价指标，对所述单一交路开行方案、所述大小交路开行方案和所述衔接交路开行方案进行评价，获取各开行方案的第一评价结果；

52、基于各开行方案的第一评价结果，确定所述单一交路开行方案、所述大小交路开行方案和所述衔接交路开行方案中的一种开行方案作为目标开行方案；

53、基于所述目标开行方案，更新各区间的最大输送能力指标。

54、可选地，根据本发明提供的一种轨道交通客流调度方法，在所述客流调度时段为当前日中时段的情况下，在所述基于运力数据和所述第一调度周期的第一客流数据，求解第一优化模型，确定所述第一调度周期的列车开行频率增加方案和第一限流方案之后，还包括：

55、基于预设评价指标，对所述列车开行频率增加方案和所述第一限流方案进行评价，获取第二评价结果；

56、或，在所述客流调度任务为后续日中时段的情况下，在所述基于运力数据和所述第二调度周期的第二客流数据，求解第二优化模型，确定所述第二调度周期的第二限流方案和至少一种开行方案之后，还包括：

57、基于所述预设评价指标，对所述第二限流方案和所述至少一种开行方案进行评价，获取第三评价结果。

58、第二方面，本发明还提供一种轨道交通客流调度装置，包括：

59、获取模块，用于获取客流调度时段；

60、确定模块，用于在所述客流调度时段为当前日中时段的情况下，在所述客流调度时段中各第一调度周期，基于运力数据和所述第一调度周期的第一客流数据，求解第一优化模型，确定所述第一调度周期的列车开行频率增加方案和第一限流方案；

61、或，在所述客流调度任务为后续日中时段的情况下，在所述客流调度时段中各第二调度周期，基于运力数据和所述第二调度周期的第二客流数据，求解第二优化模型，确定所述第二调度周期的第二限流方案和至少一种开行方案；

62、所述第一调度周期的周期时长短于所述第二调度周期的周期时长；所述第一优化模型包括用于确定所述列车开行频率增加方案的第一运力优化子模型和用于确定所述第一限流方案的第一限流优化子模型；所述第二优化模型包括用于确定所述至少一种开行方案的至少一种第二运力优化子模型和用于确定所述第二限流方案的第二限流优化子模型。

63、本发明提供的轨道交通客流调度方法及装置，通过区分客流调度时段为当前日中时段还是后续日中时段，可以在客流调度时段为当前日中时段的情况下，按第一调度周期确定客流调度方案，在客流调度时段为后续日中时段的情况下，按第二调度周期确定客流调度方案，第一调度周期短于第二调度周期可以满足当前日更高频率的调度需求；在客流调度时段为当前日中时段的情况下，通过求解第一运力优化子模型和第一限流优化子模型，可以确定第一调度周期的列车开行频率增加方案和第一限流方案，列车开行频率增加方案和第一限流方案可以用于调配运力和限制客流以保障第一调度周期的运力供给与客流需求相匹配，且列车开行频率增加方案为在现行列车开行方案基础上增加列车开行频率的方案，能够避免改变列车运行交路；在客流调度时段为后续日中时段的情况下，通过求解第二限流优化子模型和至少一种第二运力优化子模型，可以确定第二限流方案和至少一种开行方案，至少一种开行方案和第二限流方案可以用于调配运力和限制客流以保障第二调度周期的运力供给与客流需求相匹配，且后续日的列车运行交路可以改变，至少一种开行方案可以用于改变后续日的列车运行交路以满足运力供给，能够实现针对当前日和后续日确定合适的客流调度方案。