30]运2个时间段出现高峰并达到区间能力强度。区间b的客流密度在[8:20,9: 50]和[18:20,19: 50]运2个时间段出现高峰。而区间C的客流密度在[7:00,7: 30]，[8:00， 11:00 ]和[18:00，21:00 ]运3个时间段出现高峰并达到区间能力强度。
[0196] 4.由客流分配结果进行高速铁路网络能力适用性评价。通过上述的配流结果，各 个O-D的流量都能配流到高铁网络上，说明该高铁网络能力与需求适应性强。
[0197] 实施例2:
[0198] -种如图16所示本发明的基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，包 括W下步骤：
[0199] 1.采用中国高铁网络，如图13所示，该高铁网络包括"四纵四横"客运专线、城际客 运网络W及提速既有线等线路构成，共计444个高铁车站，966个区间。通过铁路售票系统获 取相关数据，采用2014年统计的年平均客流量作为O-D需求，需求总量为1874398人。其中部 分O-D随着计划出行时间的分布如图14所示。
[0200] 2.设置计划出行时间间隔为5min，同时设置购票时间间隔为l(T4d，按照上述离散 化的方法将出行时间、区间运输能力、购票时间、服务时间范围W及网络进行离散化。
[0201] 3.设置饱和参数为E=O.05,采用上述本发明的基于E-饱和的客流加载方法进行 客流动态分配，共迭代步数为200次，费时为8439s，其中6308个区间出行弧达到E-饱和。其 中京广高铁线路下行方向的区间客流分布如图15所示，对于京广高铁线路通行能力为180 列，列车定员为610人，可W计算出其单时段的运输能力为508人。从图中可W看出，京广高 铁线路下行方向的各个区间的客流密度都在可行范围之内，满足能力约束的要求。从图15 还可W看出：
[0202] (1)北京西到石家庄之间流量密度较高，且长沙南到广州南的流量密度其次，然后 从北京西和广州南两端向中间流量密度慢慢变稀，主要是北京西和广州南都是一级城市， 需求巨大，才造成运种情况。
[0203] (2)从图中还可W明显看出该密度图被石家庄、耶鄰东、郑州东、武汉W及长沙南 五个高铁站分割，运是因为运个五个高铁站加上北京西和广州南，都具有始发终到能力，他 们本身具有需求较大。
[0204] (3)图中可W看出许多从左上往右下方向的色条，运主要是旅客通过区间是需要 花费旅行时间，随着时间从左至右进行推移，流量通过区间在站与站之间移动，才形成了从 左上往右下方向的色条。
[0205] (4)在图中右边，形成许多银齿状色块，而且运些银齿状右边都是客流密度为0。运 是因为各个区间的服务时间范围影响的。对于北京西、石家庄、耶鄰东、郑州东、武汉、长沙 南W及广州南屯个高铁站具有始发终到服务，所W它们的服务时间下限可W到24:00,而在 下行方向离具有终到服务的车站越远，其服务时间下限需要提前，运样影响了需求的分配， 形成了运样的现象。
[0206] 4.由客流分配结果进行高速铁路网络能力适应性评价。进行客流动态分配后，所 有需求都分配到高铁网络上，没有出现无法加载的O-D流量，说明现在的中国高速铁路网络 能力适应性强。
【主权项】
1. 一种基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，包括以下步骤： 步骤1:获取高速铁路时变需求、区间运输能力和区间服务时间范围； 通过铁路售票系统获取每个CH)对(r，s)eRS的时变需求函数Kt!) = 其中RS为Ο-D对集，为客流总量，frs( t)为需求关于计划出行时间t的概率密度函数， 慈为需求关于购票时间i的概率密度分布； 测定高铁网络中各区间aEA的单位时间的列车通过能力为％.列，其中A为区间集合;据 此得出单位时间内区间a的旅客运输密度不超过单位时间区间运输能力，其中仏为列 车平均定员； 将进入区间a的车站发车时间范围称之为区间a的服务时间范围，测定区间a的服务时 间范围并记为[TRahTXa)]; 步骤2:将出行时间、区间运输能力、购票时间、区间服务时间范围以及网络进行离散 化； (2.1) 选择时间间隔1<1^11{1^|&已八}，1^表示区间旅行时间，将计划出行时间[1' 1，1'2]划 分为N个时段，记各时段为k=l，2，-_，N;利用时间间隔τ划分和四舍五入取整，对所述区间 旅行时间!^和上述区间服务时间范围[I^ahl^a)]进行离散化后，分别记为laPlKKa)，!^ (a)+l，…，K2(a)}; (2.2) 构造离散时空网络§，包括车站时空节点奴1〇、区间出行弧(^(1〇，^仏+1^))、车 站等待弧(v(k)，v(k+l))和出发时间调整弧(v(k)，ν(ν ))，节点v(k)对应于车站vEV和时 段k=l，2，···，N;区间出行弧(Vi(k)，Vj(k+Ka))对应于区间出行弧a(k)，也记a(k) = (Vi(k)， Vj(k+Ka));车站等待弧(v(k)，v(k+l))对应于车站vEV和时段k = Ki(a)，Ki(a)+l，···，K2(a); 出发时间调整弧(v(k) ))对应于在车站v计划出行时间k调整为实际出行时间V ;在出 行时间离散化基础上，离散的区间出行弧运输能力％(幻=見爲令 (2.3) 选择时段长度为f，将购票时间1:1^?均等地划分为f个时段，记各购票时段为 I = 1^-,氣其中f的取值需满足：其中 I(u) =: i4S二辦1 為 藏 饱和参数，ua (k)表示区间出行弧a (k)的能力，Τι表示计划出行起始时间； 步骤3:采用基于ε-饱和的客流加载方法进行客流动态分配； 定义区间出行弧a(k)的ε_饱和以及区间出行弧流入量的ε_可行；利用平均时段增量 法，按照购票时段，搜索最小费用可行时空路径，采用基于终点的客流加载方法，按照时间 增序累计加载，将各Ο-D需求动态分配各时段对应的弧段，如果Ο-D对(r，s)的流量分配至相 应的购票时段1_，〇-〇对(r，s)之间没有可行的时空路径，则对于I 2良^的0-0对(r，s)的需 求无法加载，记录该Ο-D对(r，s)，以及相应的购票时段以及该Ο-D对(r，s)无法加载的需 求和； 步骤4:由客流分配结果进行高铁网络能力适用性评价； 根据上述各Ο-D对无法加载的需求，如果各Ο-D对均没有出现无法加载的需求，则说明 高铁网络能力适用性强;如果出现无法加载的需求，说明高铁网络能力适用性弱，针对出现 无法加载需求的Ο-D对，通过增加开行列车对数、提高开行频率的技术措施提高相应区间的 尚铁网络运载能力。2. 根据权利要求1所述的基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，其特征 在于，所述步骤1中，区间a的服务时间范围[??)，!^)]满足防(略，服务 时间范围的确定方法的具体为： Ti(a)=Ti,T2(a) = Ti-Ta-Tb, Τι (b) = Ti+Ta, T2 (b) = T2-Tb 其中[T^Ts]表示计划出行时间，Ta、Tb分别表示区间a、b的区间旅行时间。3. 根据权利要求1所述的基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，其特征 在于，所述步骤3中，定义区间出行弧的ε_饱和以及区间出行弧流入量的ε_可行的具体操作 包括:首先定义ε_饱和和ε_可行，对于离散化时段k及其对应的区间出行弧a(k)，任意给定ε >〇,在时段贝1J称区间出行弧a(k)关于&(Hj达到ε_饱和，其中指区间出行弧a(k)截止至 购票时段S的流入量;若则称化|11|是ε-可行的。4. 根据权利要求1所述的基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，其特征 在于:所述步骤3中，平均时段增量法的具体操作包括： 步骤a:对于任意两个吋段S:J(I <签),令? = ◎、备=t; 步骤b:将贝勾票时段& + + .2广％if.的各〇-D需求％4仏备)加载至各〇~D对(r，s)计划出行时段 为k的最小费用时空路径上;记时段氣.|:加载的剩余能力分别为仏(1 €· d 计算各个区间出行弧a(k)的平均每时段加载流量为从而计算出预计从时段I + :1开始，需要加载个时段，才能使得区间出行弧a(k)达到ε-饱和;其中r〇und(X，0.5)是对X的四舍五入操作； 计算预计加载至时段S + lll，才能使得某个区间出行弧达到ε-饱和;其中露为时段I的加载 后未达到ε-饱和的区间出行弧集，0?.为时段I的加载后流量：不是ε-可行的区间出 行弧集； 步骤c:利用时段数修正量&1，分别按以下3种情形，获得新的加载时段范围： cl)若时段i加载后出现不是ε_可行的，则将|替换为I I久备； c2)若时段.1加载后所有是ε-可行的，则分别将|fI替换为￡1 +痛 步骤d:若i <發，则重复上述步骤b-c，否则终止。
【专利摘要】一种本发明的基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，包括以下步骤：先获取高速铁路时变需求、区间运输能力和区间服务时间范围；然后将出行时间、区间运输能力、购票时间、区间服务时间范围以及网络进行离散化；再采用基于ε?饱和的客流加载方法进行客流动态分配；最后由客流分配结果进行高铁网络能力适用性评价；如果各O?D对均没有出现无法加载的需求，则说明高铁网络能力适用性强；如果出现，说明高铁网络能力适用性弱，针对出现无法加载需求的O?D对，通过增加开行列车对数、提高开行频率等提高相应区间的高铁网络运载能力。本发明的评价方法步骤简化、实用性强、可标准化实施，评价结果合理科学，且可通过软件程序简易实现。
【IPC分类】G08G1/01, G06F19/00
【公开号】CN105718755
【申请号】CN201610230302
【发明人】史峰, 徐光明, 赵烁, 邓连波, 秦进, 周文梁
【申请人】中南大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年4月14日