申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2020-12-08

公开（公告）日：2024-01-19

公开（公告）号：CN112541265B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.19#授权;2021.04.09#实质审查的生效;2021.03.23#公开

摘要：本发明属于高速铁路列车运行图的编制与优化领域，具体涉及一种考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法。将周期和非周期结合的开行方案、以及车站和线路信息作为输入数据；以列车旅行时间最小为目标建立目标函数，设置区间运行时间约束、停站时间约束、越行次数约束、列车安全间隔时间约束、始发时间域约束、天窗约束、周期性约束，获得固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型；在所述固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型的基础上，得到考虑停站调整的周期与非周期结合高铁列车运行图优化模型。提升了客运服务质量，提高了客运市场竞争，从而达到繁忙干线提高能力、客流输送提高效率的目的。

主权项：1.一种考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法，其特征在于，所述方法包括：将周期和非周期结合的开行方案、以及车站和线路信息作为输入数据；以列车旅行时间最小为目标建立目标函数，设置区间运行时间约束、停站时间约束、越行次数约束、列车安全间隔时间约束、始发时间域约束、天窗约束、周期性约束，获得固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型；在所述固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型的基础上，将列车停站方案设置为变量，仅考虑列车停站只允许增加的情况；对区间运行时间约束、停站时间约束、列车安全间隔时间约束进行修改，同时增加同一列车的停站次数约束以及整体开行方案的停站次数约束，得到考虑停站调整的周期与非周期结合高铁列车运行图优化模型；其中，所述以列车旅行时间最小为目标建立目标函数，具体为： 式中，i为列车标记，i∈L；L为列车集合，L＝L1∪L2，L1为非周期列车集合，L2为周期列车集合，表示列车i在终到站的到达时间，表示列车i在始发站的发车时间；其中，在所述固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型中，决策变量为列车i在车站s的到达时刻ais，以及列车i在车站s的出发时刻dis；所述固定停站下周期与非周期结合高铁运行图优化模型中，设置的区间运行时间约束、停站时间约束、越行次数约束、列车安全间隔时间约束、始发时间域约束、天窗约束、周期性约束具体为：区间运行时间约束：ais+1-dis≥ris+βisxis+γis+1xis+1i∈L,s∈Si；式中，ais+1表示列车i在车站s+1的到达时刻；dis为列车i在车站s的出发时刻；ris表示列车i在s,s+1区间内的纯运行时间；βis表示列车i在s站的启动附加时分；xis为开行方案中的停站方案，列车i在s站停站取1，反之取0；xis+1为开行方案中的停站方案，列车i在s+1站停站取1，反之取0；γis表示列车i在s站的停车附加时分；γis+1表示列车i在s+1站的停车附加时分；Si表示列车i经过的车站集合；s为车站标记，s∈S，S为车站集合；停站时间约束：dis-ais≥wisxisi∈L,s∈Sidis-ais≤wis+Δwis*xisi∈L,s∈Si；式中，ais表示列车i在车站s的到达时刻；wis表示列车i在s站的停站时间；Δwis表示列车i在s站的停站时间冗余；越行次数约束：dis-ais≤wis+yis*Mi∈L,s∈Si 式中，M表示常数；yis表示0-1的变量，表示列车i是否在车站s被越行，能被越行取1，否则取0；Yi表示列车i最大能被越行车站总数；列车安全间隔时间约束： 式中：djs表示列车j在车站s的发车时间；djs-dis表示列车j和列车i在s站的出发时间间隔；M是辅助变量，为常数；表示0-1变量，列车i,j在s，s+1区间的前后关系，列车i在列车j前取1，反之取0；Osji表示0-1变量，列车j，i在s，s+1区间的前后关系，列车j在列车i前取1，反之取0；xjs表示列车j在车站s是否停站，若为1则表示停站，为0表示不停站通过；xjs+1表示列车j在车站s+1的停站方案，若为1则表示停站，为0表示不停站通过；ajs+1和ais+1分别表示列车j和列车i在车站s+1的到达时间；ajs+1-ais+1表示列车j和列车i在s+1站的到达时间间隔；i、j均为列车标记，i,j∈L；ESij表示列车i和列车j共同经过的车站集合；Hs为s站的安全间隔参数，用F,T,D分别表示出发，到达，通过；安全间隔包括通通TT，通到TD，到通DT，到到DD，通发TF，发通FT，发发FF共7种安全间隔，FFs、FTs、TFs、TTs分别表示车站s的发发安全间隔、发通安全间隔、通发安全间隔和通通安全间隔；DDs+1DTs+1、TDs+1、TTs+1分别表示车站s+1的到到安全间隔、到通安全间隔、通到安全间隔和通通安全间隔；始发时间域约束： 式中，表示列车i在其始发车站sfi的发车时间域下限；sfi特指列车i的始发车站；表示列车i在车站s站的发车时间域上限表示；表示列车i在始发站的发车时间；天窗约束： 式中，END表示天窗结束时间；START表示天窗开始时间；表示列车i在其始发站sfi的出发时间；表示列车i在其终到站dsi的到达时间；天窗约束表示的是列车不得在天窗维修时间内行车；周期约束： 式中，表示位于第l个周期的列车i到达车站s的时间；表示位于第l个周期的列车i从车站s出发的时间；il表示在第l个周期的列车i，il∈L2；l表示周期次序，表示第l个周期内；Ti表示周期列车i的周期长度，i∈L2；ΔTi表示周期列车i的周期长度，i∈L2；其中，增加同一列车的停站次数约束以及整体开行方案的停站次数约束，具体为：增加的同一列车的停站次数约束为： 增加的整体开行方案的停站次数约束为： 式中，pis表示0-1变量，列车i在车站s是否停站，并且如果xis＝1，则pis必然1，i∈L1，否则pis取1或0；xis为开行方案中的停站方案，列车i在s站停站取1，反之取0；Ωi表示列车i的最大停站上限；P表示所有列车总的新增停站上限。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京交通大学 考虑停站调整的周期与非周期结合高铁运行图建模方法

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