[發(fā)明專利]一種鐵路互聯(lián)互通背景下的運(yùn)營(yíng)組織動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010920575.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112085269B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉;周軍;羅欽;徐旭暉;周菁楠;鄧曉慶;莫義弘;肖勝;楊濤;鄧琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳技術(shù)大學(xué);深圳市規(guī)劃國(guó)土發(fā)展研究中心
• 主分類號(hào): G06F16/9038
• 分類號(hào): G06F16/9038
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 龍濤

本發(fā)明提供一種鐵路互聯(lián)互通背景下的運(yùn)營(yíng)組織動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)主要包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)管理模塊、車站線路能力管理模塊、行車方案設(shè)定和優(yōu)化模塊、行車方案結(jié)果輸出模塊，本發(fā)明的鐵路互聯(lián)互通背景下的運(yùn)營(yíng)組織動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析系統(tǒng)能夠便于操作人員快速構(gòu)建路網(wǎng)，計(jì)算車站能力以及線路能力、并考慮不同開(kāi)行方案，從車站優(yōu)先、線路優(yōu)先、全局網(wǎng)絡(luò)、考慮客流四種模式進(jìn)行基于混合整數(shù)線路優(yōu)化模型的自動(dòng)優(yōu)化和進(jìn)行結(jié)果輸出，發(fā)明結(jié)果可用于指導(dǎo)高密度超大城市的國(guó)家鐵路線路、樞紐、配套設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高速鐵路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)能自動(dòng)化分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路互聯(lián)互通背景下的運(yùn)營(yíng)組織動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鐵路運(yùn)輸在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有特殊重要的地位和作用，決定了它是大眾化的交通工具；也決定了其在我國(guó)綜合交通體系中的骨干地位，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大作用和深遠(yuǎn)影響。隨著我國(guó)城市鐵路交通線網(wǎng)建設(shè)的逐步加強(qiáng)、線網(wǎng)規(guī)劃日益完善、路由結(jié)構(gòu)逐漸深化復(fù)雜，單純依靠人工計(jì)算或簡(jiǎn)易工具計(jì)算方法已較為困難在較短時(shí)間內(nèi)得出合理的高鐵開(kāi)行方案，并進(jìn)行運(yùn)能運(yùn)量動(dòng)態(tài)優(yōu)化分析。

就國(guó)內(nèi)外針對(duì)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)能適應(yīng)性分析模型/系統(tǒng)相關(guān)研究，眾多學(xué)者進(jìn)行了一定的研究工作。De Leeuw F，K J T，Manheim M L^[1-3]三人在其文獻(xiàn)中從不同的角度將運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的能力分為三類：最終能力，表示在物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制下運(yùn)輸系統(tǒng)的最大運(yùn)輸能力；實(shí)際可用能力，指在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，運(yùn)輸系統(tǒng)所表現(xiàn)出來(lái)的運(yùn)輸能力；經(jīng)濟(jì)能力，限制條件為最經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)模式(最小邊際成本和最短徑路)的情況下運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)所表現(xiàn)出來(lái)的運(yùn)輸能力。路網(wǎng)能力適應(yīng)性的概念由Cho^[4]于2002年在其博士論文中率先提出,他的路網(wǎng)適應(yīng)性概念為在所有可能的運(yùn)輸情景下給定路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的期望最終能力與在所有可能的運(yùn)輸情景下基本路網(wǎng)結(jié)構(gòu)r的期望最終能力的比值。在這之后，Mo和Chang^[5]在2004年將貨運(yùn)系統(tǒng)的能力適應(yīng)性定義為“運(yùn)輸系統(tǒng)在需求變動(dòng)時(shí)將其服務(wù)維持在一個(gè)滿意的技術(shù)水平的能力”。Chen和Kasi^[6]在此基礎(chǔ)上對(duì)能力適應(yīng)性進(jìn)行了更深入的探討，指出目前對(duì)路網(wǎng)能力適應(yīng)性的探討應(yīng)該根據(jù)路網(wǎng)能力不同計(jì)算方式所關(guān)注的側(cè)重的不同分為兩種，一是路網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)運(yùn)輸情景都變化(包括OD客流結(jié)構(gòu)和OD流流量的變化)的適應(yīng)性；另一個(gè)出發(fā)點(diǎn)是路網(wǎng)系統(tǒng)僅針對(duì)OD流流量變化的適應(yīng)性。在這一前提下，Chen^[7-8]提出了基于OD流矩陣最大矩陣乘數(shù)的能力適應(yīng)性和基于路網(wǎng)系統(tǒng)最大運(yùn)輸能力的能力適應(yīng)性。Pro J C^[9]在提出鐵路運(yùn)輸能力的列車速度、區(qū)間長(zhǎng)度、閉塞分區(qū)、單/雙線等多個(gè)與鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)能力有關(guān)的延遲函數(shù)，并運(yùn)用模擬方法對(duì)鐵路運(yùn)輸能力的多個(gè)特性進(jìn)行評(píng)估,得出運(yùn)行速度是影響運(yùn)輸能力最重要的因素的結(jié)論。Nijkamp P等人^[10]指出運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)該是一個(gè)受到多維限制的系統(tǒng),并拓展了許多限制系統(tǒng)運(yùn)輸能力的因素，如環(huán)境、運(yùn)營(yíng)準(zhǔn)則、管理措施等。Chen A等人^[11]建立了網(wǎng)絡(luò)能力可靠性的定義系統(tǒng)，并創(chuàng)建了能力可靠性的計(jì)算框架。Fei E等人^[12]提出路網(wǎng)靈活性的定義,將路網(wǎng)靈活性分為節(jié)點(diǎn)靈活性和線路靈活性。并指出在各類交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中國(guó)際航運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的靈活性是最低的，鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的靈活性低于公路網(wǎng)絡(luò)的靈活性。Cho D J等人^[13]提出了可靠性定義并在此基礎(chǔ)之上檢驗(yàn)了線路、旅行時(shí)間、節(jié)點(diǎn)等隨機(jī)因素對(duì)可靠性的影響。Kho V V^[14]等人在其文獻(xiàn)中通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各因素(如客流量、旅行速度、流量密度等)之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，將旅客的也理狀態(tài)描述為變化曲線，分析不同也理情景下，乘客對(duì)旅行速度和客流密度的承受能力。