[發明專利]基于時間窗約束的城市軌道交通網絡動態可達性計算方法

無效

• 申請號: 201010114373.3
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN102169512A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 江志彬;徐瑞華;羅欽
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于解決乘客在城市軌道交通網絡中出行的動態可達性評價、列車運行銜接技術領域。

背景技術

城市軌道交通系統是一種大運量、快速、準時、舒適的客運交通系統。隨著我國一些城市的軌道交通網絡規模的不斷擴大，運營管理也相應地進入網絡化運營階段。

對乘客出行而言，網絡化運營的最顯著特點就是“一票換乘”的方便性，在實施“一票換乘”的軌道交通網絡中，乘客只需一次購票即可完成在不同線路車站間的出行。為滿足乘客出行過程中的換乘需要，各條線路列車在換乘站的應做到合理銜接，這點對于各條線路的首末班車的銜接尤為重要。當這樣的銜接發生在首班車的時候，乘客在出發站乘車后不一定能在換乘站及時換乘上另一條線路的列車，由此將造成乘客出行等待時間增加；當這樣的銜接發生在末班車的時候，乘客在出發站乘車后可能在換乘站無法換乘上另一條線路的列車，由此將造成乘客出行無法到達目的地車站，從而對出行帶來很大的不便。上述兩種情況一旦發生除了引起乘客服務水平的降低外，還將會引起乘客與地鐵運營企業間的其它矛盾。因此，為了提高網絡化運營條件下城市軌道交通客運服務水平和質量，應實現各線列車尤其是首末班車在換乘站的合理銜接，作為網絡運營計劃編制的依據。而對于各線確定的列車運行圖，則重點研究網絡動態可達性方案的生成和發布。

目前國內外的城市軌道交通運營企業一般提供各個車站分上、下行方向的首末班車時間，而通常不發布某站到其他各站間的可達的首末班時間及相關的路徑信息。由于城市軌道交通網絡結構復雜、換乘節點多，乘客在兩站之間的出行通常有多條路徑可以選擇，而不同的路徑往往途經不同換乘站；同時各條線路運營時間(列車運行圖)不同，當乘客的起訖(OD)車站跨多條線路時，往往會因為各條線路的末班車時刻不一致，形成在不同的時間點上，同一OD的不同路徑其可達性是不一樣的。目前，國內外在城市軌道交通網絡化運營條件下，基于時間窗約束的網絡動態可達性評價及列車運行銜接的模型、方法未見相關研究成果。

發明內容

城市軌道交通形成網絡以后，不同線路車站之間能夠通過一次或多次換乘可達，而且具有路徑選擇的多樣性；特別是“一票換乘”實施條件下，乘客只需一次購票即可完成在不同線路車站間的出行。但由于各線的運營時間不同，網絡上各站間的可達關系在一天中是動態變化的。

乘客在軌道交通網絡中的出行，不僅只是起點站的末班車時間決定OD間的可達性，OD間的路徑及路徑中途經換乘站往換乘方向的末班車時間也是影響OD間可達性的重要因素。OD間的路徑特征和各站的首末班車時間共同決定著OD間首末班車的銜接方案，同時這樣的銜接方案具有動態變化性(或稱之為OD之間的動態可達性)。

本發明基于線路、車站所組成的物理網絡和列車運行網絡，綜合考慮列車運行圖的“剛性”控制和乘客換乘走行的“柔性”影響，確定網絡各站間的動態可達性，從而實現乘客出行的智能化向導。由于網絡的動態可達性主要與各線首末班車時間有關，考慮到首班車的銜接與否只產生乘客的等待時間，而末班車的銜接合理與否可能造成乘客出行無法到達目的地，因此，本發明主要基于列車運行的時間窗約束，特別是針對各條線路列車運營結束條件下的城市軌道交通網絡動態可達性問題。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

(1)分析網絡可達性的影響因素

①物理網絡

城市軌道交通的線路、車站及其之間的連通性構成其物理網絡。隨著換乘節點的增多，環線、共線等不同線路類型的出現，乘客在兩站之間的出行通常有多條路徑可以選擇。不同的路徑由于途經車站(主要是換乘站)不一樣，使得在同一時間點上，OD間不同路徑的可達性可能不一致。

②列車運行網絡

列車運行圖是運行網絡的直觀描述?；诹熊囘\行圖的列車運行時間、列車交路形式、線路各站首末班車時間等都是影響OD間可達性的重要因素。

d)列車運行時間

列車運行時間這里是指適用于首末班車的列車的區間運行時間和車站停站時間。

e)列車交路形式

目前運營的城市軌道交通線路中，既有全線單一交路模式，又有大小交路嵌套的模式。全線單一交路模式是指列車在線路的兩個終點站間運行，為全線提供服務，而大小交路嵌套的模式是指線路上大小交路并存的形式。