[發(fā)明專利]基于非高峰時段的城市軌道交通混合運輸方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110122124.7
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112446648B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 許心越;葉雨濤;劉軍
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/08;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 北京華創(chuàng)智道知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

1.一種基于非高峰時段的城市軌道交通混合運輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

構建非高峰時段的地鐵列車混合運輸框架；

基于AFC數(shù)據(jù)獲取非高峰時段地鐵列車的最大客流量，根據(jù)所述混合運輸框架計算非高峰地鐵列車的貨運車廂數(shù)目；

將所述非高峰地鐵列車的貨運車廂數(shù)目E作為輸入數(shù)據(jù)，結合末端貨運站的需求貨運量，確定所述混合運輸框架中的非高峰時段地鐵貨運裝載模式r；

根據(jù)地鐵列車運行基本數(shù)據(jù)和貨運站的基本信息，基于確定的所述貨運裝載模式r，構建非高峰時段的城市軌道交通混合運輸模型；

基于變鄰域搜索算法對所述混合運輸模型進行求解，輸出非高峰時段的城市軌道交通混合運輸?shù)呢涍\成本，非高峰地鐵列車的貨運車廂數(shù)目和貨運裝載模式r；

基于非高峰時段的城市軌道交通混合運輸階段，以貨物配送成本最小為目標，以車輛線路能力、地鐵線路能力、貨物配送時間窗和懲罰成本系數(shù)為約束條件，構建地鐵列車貨運裝載模式的非高峰時段的城市軌道交通混合運輸模型，所述混合運輸模型構建過程如下：

（1）目標函數(shù)

非高峰時段的城市軌道交通混合運輸模型以配送成本最小為優(yōu)化目標，配送成本主要包括車輛配送成本、轉運成本和延誤成本，其中：

z=min

式中：n表示貨運車輛索引，且 n∈V；表示貨物集散中心；表示貨物出發(fā)地鐵站的集合；表示貨物到達地鐵站的集合；表示末端貨物站的集合；M表示地鐵列車集合；表示貨運車輛的集合； 表示運輸路徑是否由車輛提供服務；表示貨運車輛的數(shù)目；表示從貨物集散中心i至出發(fā)地鐵站j的單位貨物車輛運輸成本；表示路徑上的貨物數(shù)量；表示車輛通過運輸路徑提供服務則為1，否則為0；表示從到達地鐵站至末端貨物站的單位貨物車輛運輸成本；表示末端貨運站的貨物數(shù)量；表示車輛通過運輸路徑提供服務則為1，否則為0；表示車輛數(shù)目；表示車輛的固定運營成本；表示單位貨物完成一次的轉運成本；表示出發(fā)地鐵站至到達地鐵站所需的轉運次數(shù)；表示車輛通過運輸路徑提供服務則為1，否則為0；表示末端貨物站的單位貨物的懲罰成本系數(shù)；z表示目標函數(shù)；

（2）約束條件

① 車輛線路能力約束

車輛在首公里和最后一公里的配送路網(wǎng)中應滿足車輛容量約束、車輛數(shù)量約束和線路能力約束：

式中：表示車輛容量；

② 地鐵線路能力約束

貨物通過列車在地鐵網(wǎng)絡中運行應滿足列車容量約束和換乘次數(shù)約束，

式中： E表示非高峰地鐵列車的貨運車廂數(shù)目；表示地鐵列車單節(jié)車廂貨物容量；

③ 貨物配送時間窗約束

混合運輸列車的發(fā)車時間不早于非高峰時段開始時間，

式中：表示當列車到達站點時，與站之間的運行時長，且時，；表示站點所在地鐵線路上列車的首站發(fā)車時間；表示貨物在站點的裝載時間；表示站點所在地鐵線路的首站點的發(fā)車時間；表示完成路徑配送所需的時間；表示一個大的正整數(shù)；表示對末端貨物站的需求貨物開始配送時間；表示對末端貨物站的需求貨物最早開始配送時間；表示對末端貨物站的需求貨物最晚完成配送時間；

列車在整個混合運輸?shù)倪^程中配送時長滿足首公里和最后一公里的配送時長和地鐵配送時長的和，

式中：表示對末端貨物站的需求貨物完成配送時間；表示貨物完成一次換乘所需時間；表示非高峰時段的地鐵列車的車頭時距；表示站點至站點之間的地鐵列車運行時間；表示貨運裝載模式；表示到達地鐵站至末端貨運站之間的車輛運行時間；

④ 懲罰成本系數(shù)約束

懲罰成本系數(shù)受貨物配送時間窗影響，未能在時間窗內(nèi)完成配送需要根據(jù)其懲罰成本系數(shù)計算延誤成本，

式中：表示單位貨物的延誤成本。