[發明專利]一種城市軌道交通時刻表優化技術應用框架

有效

• 申請號: 201410459677.1
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104200286B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 張寧;汪林;邵家玉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳琛

1.一種城市軌道交通時刻表優化技術應用框架，其特征在于：包括如下功能模塊：

(1)客流數據提取及預處理模塊

所述客流數據提取及預處理模塊以城市軌道交通AFC系統采集的歷史上某線路在一個完整運營日內的所有乘客交易記錄作為模塊輸入，得到某一開行方向的有效乘客交易信息；(2)站間客流分配律提取模塊

所述站間客流分配律提取模塊的功能是根據不同時段內軌道交通進站客流在出站站點間分布規律的差異，將一個完整的運營日劃分為若干個前后相繼的運營時段，并確定各運營時段的站間客流分配規律；其實現環節包括：

①以客流數據提取及預處理模塊提供的有效乘客交易信息作為模塊輸入，計算單位時間間隔內站間客流OD分配矩陣序列；

②采取多維有序樣本聚類分析方法，根據單位時間間隔內站間客流OD分配矩陣的聚類特性將運營日全天劃分為若干個統計時段，并確定各時段內的站間客流OD分配矩陣；

(3)站臺乘客到達率提取模塊

所述站臺乘客到達率提取模塊的功能是構建乘客通過閘機進站的到達率函數，并在此基礎上考慮乘客站內走行時間的影響，提取乘客抵達站臺的規律；其實現環節包括：

①以客流數據提取及預處理模塊提供的有效乘客交易信息作為模塊輸入，統計各站點給定時間間隔內乘客通過閘機進站的平均到達率序列；

②選取插值函數對離散數據進行擬合，得到隨時間連續變化的站點乘客到達率；

③以視頻監測器采集的通道和樓梯客流量以及乘客步速數據、站廳平面布置圖標注的通道和樓梯基本尺寸以及乘客進站路徑作為模塊輸入，估算乘客在站廳內的走行時間；結合站內走行時間的影響對站點乘客到達率進行修正，得到站臺乘客到達率；

(4)調度模型構建及解析模塊

所述調度模型構建及解析模塊以站間客流分配律提取模塊和站臺乘客到達率提取模塊提供的客流特性參數作為模塊輸入，構建列車調度優化模型并給出求解；其實現環節包括：

①以分時發車間隔為決策變量、社會綜合滿意度為目標函數、最大最小發車間隔及列車平均滿載率為約束條件構建列車調度優化模型；

②采用混合遺傳算法求解模型，得到優化的分時發車間隔；

(5)優化結果輸出及驗證模塊

所述優化結果輸出及驗證模塊的功能是將調度優化模型求解所得的分時發車間隔轉換為列車時刻表，并與現行發車時刻表進行對比驗證；其實現環節包括：

①以調度模型構建及解析模塊計算得出的分時發車間隔作為模塊輸入，轉換輸出各運營時段的發車時刻表；

②將現行發車時刻表輸入該模塊，得到優化后的時刻表與現行發車時刻表的對比驗證；

所述客流數據提取及預處理模塊(1)中，乘客交易記錄中某一開行方向的有效乘客交易信息的提取步驟如下：

①根據交易類型關鍵字對所有出站交易記錄進行提取待用；

②根據站間OD矢量方向對所有出站交易記錄進行上、下行分流；

③編制數據處理程序對所有上行或下行出站交易記錄的有效數據項進行提取；

④在確保數據完整采集前提下，對其進行有效性驗證，刪減錯誤數據，填補缺省數據，得到有效乘客交易信息；

所述調度模型構建及解析模塊(4)中，根據從歷史交易記錄中提取的乘客站臺到達率和站間客流分配律來統計每班次列車的上下車人數及站臺乘客的總等待時間，構建發車模型；其次，在建模過程中應充分考慮客流的滯后效應，即根據每班次列車抵達各站臺的時間來確定相匹配的客流特征參數；最后，采用社會綜合滿意度作為優化目標函數，其表現形式為乘客候車滿意度、乘車體驗滿意度以及公司運營滿意度的加權和。

2.根據權利要求1所述的城市軌道交通時刻表優化技術應用框架，其特征在于：所述模塊(2)中，在提取單位時間間隔內站間客流OD分配矩陣序列時，采取“試湊法”來確定單位時間間隔的大小。

3.根據權利要求1所述的城市軌道交通時刻表優化技術應用框架，其特征在于：所述模塊(4)中，結合模擬退火算法在局部搜索方面的優勢，設計混合遺傳算法來求解調度優化模型。