[發明專利]基于地鐵共線共車的地下物流系統優化控制方法

在審

• 申請號: 202010661683.0
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111967134A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 楊立興;邸振;楊凱;高自友;石俊剛;李樹凱;陰佳騰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發明涉及基于地鐵共線共車的地下物流系統優化控制方法，包括：模型構建，基于既有軌道交通時刻表，通過將時間進行離散化，構建地鐵運行過程的時空網絡，優化配置所有地鐵的客運和貨運車廂數目，以最小化廣義成本為目的建立客流和貨流的流量分配模型，實現全線車站客運和貨運的協同限流策略和系統層級優化。本發明，在既有軌道交通時刻表下，對客貨車廂優化分配，對客貨流量優化控制，在保證軌道交通既有軌道交通時刻表不受影響的條件下，實現協同客貨需求，減少客貨延誤，實現軌道交通資源的充分利用和均衡配置，提高軌道交通的客貨服務質量。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通(尤指地鐵)技術領域，具體說是基于地鐵共線共車的地下物流系統優化控制方法。

背景技術

隨著近年來城市人口和車輛的迅速增加，地面交通擁堵嚴重，加之快遞業的迅速發展，城市貨運需求與日俱增，城市環境污染加劇，汽車出行和汽車貨運成本居高不下。與此相反，城市軌道交通系統準時便捷、容量較大、污染物排放以及單位運輸成本較低，因而在緩解大城市交通擁堵、改善城市環境等方面發揮著重要作用。

長期以來，地鐵系統以客運為主，然而隨著貨運對地鐵基礎設施的負擔不斷加劇，基于地鐵的貨運系統(簡稱為地鐵貨運)逐漸引起決策者的重視。

一般而言，基于地鐵的貨運系統有4種運作模式：共線共車、共線分離、共線拖掛、客貨分線。

共線共車模式是指：將當前客運地鐵機車的部分車廂改造為客貨兩用車廂，乘客上下車與貨物裝卸在機車?？科陂g內同步完成；

共線分離模式是指：采用獨立可編組的貨運地鐵機車與現有的客運地鐵機車在同一條地鐵軌道上共線錯班行駛；

共線拖掛模式是指：在客運地鐵機車后連接額外的貨運車廂，乘客上下車與貨物裝卸在機車?？科陂g內同步完成；

客貨分線模式是指：在當前地鐵客運系統之外，重新建設專用的地鐵貨運系統。

后兩種模式的投資較大，不易實施，而前兩種模式在目前的技術條件下容易實現。

為充分利用現有地鐵基礎設施、減少貨運投資成本，有必要對共線共車模式進行優化控制。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供基于地鐵共線共車的地下物流系統優化控制方法，在既有軌道交通時刻表下，對客貨車廂優化分配，對客貨流量優化控制，在保證既有軌道交通時刻表不受影響的條件下，實現協同客貨需求，減少客貨延誤，實現軌道交通資源的充分利用和均衡配置，提高軌道交通的客貨服務質量。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

基于地鐵共線共車的地下物流系統優化控制方法，其特征在于，包括：模型構建，基于既有軌道交通時刻表，通過將時間進行離散化，構建地鐵運行過程的時空網絡，優化配置所有地鐵的客運和貨運車廂數目，以最小化廣義成本為目的建立客流和貨流的流量分配模型，實現全線車站客運和貨運的協同限流策略和系統層級優化；

所述廣義成本包含地鐵貨運車廂操作成本、貨運延遲以及乘客延遲；所述最小化廣義成本，具體是指：在既有軌道交通時刻表不受影響的前提下，合理配置客運與貨運車廂，實現地鐵線路客流和貨流的協同優化控制，最大程度地減少地鐵貨運車廂操作成本、貨運延遲以及乘客延遲。

在上述技術方案的基礎上，還包括：模型求解，利用Benders分解方法對大規模問題進行分解，將大規模問題轉化為一系列規模較小且相互獨立的子問題，并分別采用優化軟件和啟發式算法對模型進行有效求解。