基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法

摘要

一种本发明的基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，包括以下步骤：先获取高速铁路时变需求、区间运输能力和区间服务时间范围；然后将出行时间、区间运输能力、购票时间、区间服务时间范围以及网络进行离散化；再采用基于ε‑饱和的客流加载方法进行客流动态分配；最后由客流分配结果进行高铁网络能力适用性评价；如果各O‑D对均没有出现无法加载的需求，则说明高铁网络能力适用性强；如果出现，说明高铁网络能力适用性弱，针对出现无法加载需求的O‑D对，通过增加开行列车对数、提高开行频率等提高相应区间的高铁网络运载能力。本发明的评价方法步骤简化、实用性强、可标准化实施，评价结果合理科学，且可通过软件程序简易实现。

主权项

一种基于客流动态分配的高铁网络能力适用性评价方法，包括以下步骤：步骤1：获取高速铁路时变需求、区间运输能力和区间服务时间范围；通过铁路售票系统获取每个O‑D对(r，s)∈RS的时变需求函数其中RS为O‑D对集，为客流总量，f_rs(t)为需求关于计划出行时间t的概率密度函数，为需求关于购票时间的概率密度分布；测定高铁网络中各区间a∈A的单位时间的列车通过能力为列，其中A为区间集合；据此得出单位时间内区间a的旅客运输密度不超过单位时间区间运输能力其中为列车平均定员；将进入区间a的车站发车时间范围称之为区间a的服务时间范围，测定区间a的服务时间范围并记为[T₁(a)，T₂(a)]；步骤2：将出行时间、区间运输能力、购票时间、区间服务时间范围以及网络进行离散化；(2.1)选择时间间隔τ≤min{T_a|a∈A}，T_a表示区间旅行时间，将计划出行时间[T₁，T₂]划分为N个时段，记各时段为k＝1，2，…，N；利用时间间隔τ划分和四舍五入取整，对所述区间旅行时间T_a和上述区间服务时间范围[T₁(a)，T₂(a)]进行离散化后，分别记为K_a和{K₁(a)，K₁(a)+1，…，K₂(a)}；(2.2)构造离散时空网络包括车站时空节点v(k)、区间出行弧(v_i(k)，v_j(k+Ka))、车站等待弧(v(k)，v(k+1))和出发时间调整弧(v(k)，v(k′))，节点v(k)对应于车站v∈V和时段k＝1，2，…，N；区间出行弧(v_i(k)，v_j(k+K_a))对应于区间出行弧a(k)，也记a(k)＝(v_i(k)，v_j(k+K_a))；车站等待弧(v(k)，v(k+1))对应于车站v∈V和时段k＝K₁(a)，K₁(a)+1，…，K₂(a)；出发时间调整弧(v(k)，v(k′))对应于在车站v计划出行时间k调整为实际出行时间k′；在出行时间离散化基础上，离散的区间出行弧运输能力(2.3)选择时段长度为将购票时间均等地划分为个时段，记各购票时段为其中的取值需满足：其中ε≤0.1为饱和参数，u_a(k)表示区间出行弧a(k)的能力，T₁表示计划出行起始时间；步骤3：采用基于ε‑饱和的客流加载方法进行客流动态分配；定义区间出行弧a(k)的ε‑饱和以及区间出行弧流入量的ε‑可行；利用平均时段增量法，按照购票时段，搜索最小费用可行时空路径，采用基于终点的客流加载方法，按照时间增序累计加载，将各O‑D需求动态分配各时段对应的弧段，如果O‑D对(r，s)的流量分配至相应的购票时段O‑D对(r，s)之间没有可行的时空路径，则对于的O‑D对(r，s)的需求无法加载，记录该O‑D对(r，s)，以及相应的购票时段以及该O‑D对(r，s)无法加载的需求和；步骤4：由客流分配结果进行高铁网络能力适用性评价；根据上述各O‑D对无法加载的需求，如果各O‑D对均没有出现无法加载的需求，则说明高铁网络能力适用性强；如果出现无法加载的需求，说明高铁网络能力适用性弱，针对出现无法加载需求的O‑D对，通过增加开行列车对数、提高开行频率的技术措施提高相应区间的高铁网络运载能力。