技术特征：
1.一种基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法，其特征在于，包括：基于列车线路在不同区段和时段的客流特征，调整灵活编组列车的编组数，通过表征编组中的前车到站时刻、前车出站时刻与后车的编组状态，以以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数为目标函数，构建灵活编组的列车运行图编制模型；求解列车运行图编制模型，得到面向客流需求的灵活编组列车运行图。2.根据权利要求1所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法，其特征在于，构建灵活编组的列车运行图编制模型，包括：线路中的列车集合表示为i＝{1,2,...,i}，车次编号用i表示，i∈i；车站集合表示为j＝{1,2,...,j}，车站编号用j表示，j∈j；车次i在车站j的出站时间和到站时间有如下关系：下关系：其中，表示停站时间，表示区间运行时间，up表示列车上行运行方向；所有列车在线路中进行全周转，包含上行和下行两个方向，下行列车运行至最后一站，即上行方向的第一站，后需要进行折返作业转换至上行方向继续运行，并衔接至一个新的上行车次，表述为：行车次，表述为：其中，r
turn,max
为最大折返作业时间，r
turn,min
为最小折返作业时间，r为正数，γ
i1,i2
＝1表示车次i1和i2衔接；dn表示列车下行运行方向。3.根据权利要求2所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法，其特征在于：上行列车在进站时刻的编组状态用表示，表示车次i在车站j与车次i+1处于编组状态；列车在出站时刻的编组状态用表示，表示车次i在车站j与车次i+1处于编组状态；一个编队的最大编组数为n
max
，最多有连续n
max-1列车处于编组状态，可以表述为：处于同一编队的所有列车，其到站时间和出站时间是相同的，但是未处于编组状态的两车次间不需要满足时间相同的关系，表述为：两车次间不需要满足时间相同的关系，表述为：在两列车进行编组时，要求前车的停站时间在规定的范围内额外增加编组作业时间；在两列车进行解编时，要求后车的停站时间在规定的范围内额外增加解编作业时间，其公
式表述为：式表述为：其中，d为编组/解编作业额外需要的时间；表示上行方向车次i在车站j的停站时间；表示上行方向列车在车站j的最小停站时间；表示上行方向列车在车站j的最大停站时间。4.根据权利要求3所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法，其特征在于：当两列车处于编组状态时，它们之间的运行间隔需要减少至0，两列车通过物理联挂的方式作为一个编队一起运行，此时的运行间隔计算如下式：方式作为一个编队一起运行，此时的运行间隔计算如下式：为描述线路客流变化情况，有时间段集合m＝{1,2,...,m}，各时间段的编号为m；任何列车的出站时间一定落在某个时间段之内，可以描述为：其中，为上行方向车站j在时间段m的结束时间，为整数变量，若则出站时间处于时间段m，否则5.根据权利要求4所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法，其特征在于，通过对时间进行分段描述，并给出每一时间段的乘客到站率和下车率，可以描述乘客随时间变化的状态：新抵达站台的乘客数为前一车次i-1的出站时间至本车次i的出站时间之间，新到达车站j站台的全部乘客：上车的乘客数被定义为车次i的到站时间至出站时间之间上车的全部乘客，可以计算为：
其中，t
cap
表示列车定员数，表示在车站j的乘客平均下车率；站台等待人数可以简单计算为前一车次发出后站台滞留的乘客数与本车次发出前新到达站台的乘客数之和减去本次列车上车乘客数，可以计算为：位于列车上的乘客数可以计算为该车次到达该站乘客下车后的乘客数加上新登上列车的乘客数，可以表示为如下约束：6.根据权利要求5所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法，其特征在于，以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数作为优化目标，目标函数为：7.一种基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制系统，其特征在于，包括：构建模块，用于基于列车线路在不同区段和时段的客流特征，调整灵活编组列车的编组数，通过表征编组中的前车到站时刻、前车出站时刻与后车的编组状态，以以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数为目标函数，构建灵活编组的列车运行图编制模型；求解模块，用于求解列车运行图编制模型，得到面向客流需求的灵活编组列车运行图。8.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法。9.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现如权利要求1-6任一项所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法。10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-6任一项所述的基于灵活编组的城市轨道交通列车运行图编制方法的指令。
技术总结
本发明提供一种基于车站灵活编组的城市地铁运行图编制方法及系统，属于城市轨道交通运维管理技术领域，通过表征编组中的前车到站时刻、前车出站时刻与后车的编组状态，以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数为目标函数，构建灵活编组的列车运行图编制模型；求解列车运行图编制模型，得到面向客流需求的灵活编组列车运行图。本发明采用站内灵活编组的方式，针对地铁线路在不同区段和时段具有的客流特征，灵活调整列车的编组数；以最小化车底运用数、最小化站内等待人数和最大化列车载客数为目标函数，构建基于站内灵活编组的列车运行图编制模型，绘制出的列车运行图作为参考，可以在减少运营成本的同时提高乘客服务水平。高乘客服务水平。高乘客服务水平。
技术研发人员：王义惠 赵康祺 丁苗苗
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2022.09.14
技术公布日：2022/12/19