[發(fā)明專利]一種基于多網(wǎng)融合的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211570520.7
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN116307041A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬小平;邢鴻飛;賈利民;王朝靜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30;G06Q10/063;G06Q10/0631
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發(fā)明提供了一種基于多網(wǎng)融合的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估方法。該方法包括：構(gòu)建基于物理網(wǎng)、功能網(wǎng)和需求網(wǎng)的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)模型；模擬物理網(wǎng)遭受沖擊的場景，利用功能網(wǎng)與物理網(wǎng)的聯(lián)系確定受影響的車流分布，利用需求網(wǎng)與功能網(wǎng)的聯(lián)系確定受影響的客流分布；在功能網(wǎng)上為需求網(wǎng)受影響的客流生成換乘方案，構(gòu)建以不確定因素影響下乘客出行服務(wù)率為指標(biāo)的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估模型，對高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和列車時刻表進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。本發(fā)明方法可以避免事故的發(fā)生或在事故發(fā)生后能夠在最短時間內(nèi)恢復(fù)秩序，防止旅客滯留，為路網(wǎng)的建設(shè)以及列車運行狀況調(diào)整提出建議，為受影響的旅客提供高效便捷的換乘方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速鐵路安全保障技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多網(wǎng)融合的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估方法。

背景技術(shù)

隨著我國高速鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步完善，軌道交通在旅客運輸方面發(fā)揮出重要作用。截至2020年，中國鐵路營業(yè)里程達(dá)14.63萬公里，其中高速鐵路營業(yè)里程3.8萬公里，占總里程的26.6％。高速鐵路在旅客運輸方面承擔(dān)起重要作用。

然而，自然災(zāi)害導(dǎo)致的列車停運、旅客滯留等現(xiàn)象時有發(fā)生，及時排查故障、疏散旅客，保證高鐵網(wǎng)絡(luò)的運行效率成為研究的焦點。為保障高鐵網(wǎng)絡(luò)在突發(fā)事故導(dǎo)致中斷的運行效率，主要研究工作從兩個方面開展。一方面是發(fā)現(xiàn)路網(wǎng)關(guān)鍵路段，對客流大、風(fēng)險高的路段投入更多的防災(zāi)減災(zāi)力量，盡量避免事故的發(fā)生或在事故發(fā)生后能夠在最短時間內(nèi)恢復(fù)秩序，防止旅客滯留。另一方面是完善路網(wǎng)和車流建設(shè)，當(dāng)路網(wǎng)發(fā)生中斷時，對客流進(jìn)行疏導(dǎo)，引導(dǎo)乘客利用網(wǎng)絡(luò)的冗余能力自行選擇其他列車完成出行。

目前關(guān)于高速鐵路網(wǎng)絡(luò)能力的研究主要包括脆弱性、魯棒性及彈性研究。此類研究首先從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，應(yīng)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論，對高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行分析，從而確定網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點和路段。更進(jìn)一步地，建立相關(guān)測度，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不同角度、不同程度地攻擊，從而對網(wǎng)絡(luò)抵抗災(zāi)害的整體能力進(jìn)行評估?；诰W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究雖然能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)的連通能力進(jìn)行分析，但是難以對路網(wǎng)中客流分布的不均衡性進(jìn)行分析。

近年來，關(guān)于高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的分析引入了列車運行時刻表，通過列車時刻表上站點的連接關(guān)系表征客流的分布情況，從而對路網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行識別。此類研究充分反映了乘客的出行規(guī)律，對高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的客流分布給出詳細(xì)的描述。但是，基于列車時刻表的研究尚未與高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，因此，只能分析車站的抗毀性，無法確定路段上客流的加載情況，即缺少重要的交通分配環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供了一種基于多網(wǎng)融合的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估方法，以實現(xiàn)有效地為受影響的旅客提供高效便捷的換乘方案。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種基于多網(wǎng)融合的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估方法，包括：

基于高速鐵路不同站點和線路的連接關(guān)系構(gòu)建物理網(wǎng)；基于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)和列車運行時刻表建立車流在路網(wǎng)中的運行計算模型，構(gòu)建功能網(wǎng)；基于高速列車運行時刻表建立不同站點客流出行需求估計模型，構(gòu)建需求網(wǎng)；構(gòu)建基于所述物理網(wǎng)、所述功能網(wǎng)和所述需求網(wǎng)三層耦合的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)模型；

模擬所述物理網(wǎng)遭受沖擊的場景，利用所述功能網(wǎng)與所述物理網(wǎng)的聯(lián)系確定受影響的車流分布，利用所述需求網(wǎng)與所述功能網(wǎng)的聯(lián)系確定受影響的客流分布；

在所述功能網(wǎng)上為所述需求網(wǎng)受影響的客流生成換乘方案；

基于需求網(wǎng)受影響的客流的換乘方案構(gòu)建以不確定因素影響下乘客出行服務(wù)率為指標(biāo)的高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估模型，利用所述高速鐵路運營網(wǎng)絡(luò)彈性能力評估模型對高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和列車時刻表進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。