[发明专利]一种考虑时变需求的高速铁路网络列车开行方案优化方法

权利要求书

1.一种考虑时变需求的高速铁路网络列车开行方案优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.获取高速铁路网络内全部的高铁车站和线路信息以及实际旅客出行的O-D需求统计数据；

S2.根据S1中的数据，构建列车运行径路候选集L、列车停站模式候选集ALS以及旅客的时变需求F；

S3.设定约束条件并设计优化目标函数；

S3.以S2为基础，构建列车开行方案优化的双层规划模型，并以S3中的优化目标函数为上层模型的目标函数，以S3中的约束条件为上层模型的约束条件；

S4.构建初始列车开行方案；

S5.对初始列车开行方案进行调整以满足S3中所设定的约束条件，得到列车开行方案优化初始解Ω₀；

S6.对双层规划模型求解，得到优化后的列车开行方案Ω^*；

其中，列车开行方案的双层规划模型的上层模型目标函数为：

minTC(Ω)＝αΨ₁+βΨ₂+γΨ₃

Ψ₁为列车运行成本，Ψ₂为旅客的出行费用，Ψ₃为未能出行的旅客的惩罚费用，α、β和γ为相应的权重系数；

列车开行方案的双层规划模型的下层模型采用SPA-TBP方法，用以模拟旅客针对列车开行方案的出行路径选择。

2.根据权利要求1所述的一种考虑时变需求的高速铁路网络列车开行方案优化方法，其特征在于，S2中的旅客时变需求F的表达式为：其中，旅客出行需求的O-D集为f_rs(x,y)为给定O-D对(r,s)旅客计划出发时间x和购票时间y的需求分布函数；并设高速铁路在一天内运营时间为[t₁,t₂]，高速铁路客票的预售期为负数表示出行当日之前最大的预售时间，0表示出行当日；列车编组类型包括8辆编组和16辆编组；每个线路区间上的列车运行时间均为给定的时间，且每个车站停站时间和启停附加时间之和均为给定的时间。

3.根据权利要求2所述的一种考虑时变需求的高速铁路网络列车开行方案优化方法，其特征在于，S3中的约束条件包括：列车运行径路约束、列车停站模式约束、列车编组及定员约束、列车始发及终到时间约束、列车沿途停靠站的到发时间约束、线路和车站通过的列车频率约束以及列车周转约束。

4.根据权利要求3所述的一种考虑时变需求的高速铁路网络列车开行方案优化方法，其特征在于，所述列车运行径路约束是指列车的运行径路属于列车运行径路候选集L；所述列车停站模式约束是指列车停站模式属于列车停站模式候选集ALS；所述列车编组及定员约束是指列车在运行区段上的客流量不大于该列车的编组对应的定员数；所述列车始发及终到时间约束是指列车的始发时间和终到时间限制在高速铁路的运营时间内；所述列车沿途停靠站的到发时间约束是指列车沿途停靠站的到达时间和列车沿途停靠站的发车时间受到列车始发时间以及列车运行时间和列车停站时间的限制；所述线路和车站通过的列车频率约束是指每个线路区间上单位时段通过的列车数量的限制；所述列车周转约束是指具有始发能力的车站始发的列车数量与终到的列车数量的差值Δτ不大于设定值∈。