1.一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:获取列车运行基本信息和动态客流数据;
步骤2:根据列车运行基本信息,为每名乘客匹配到相应路径;
步骤3:根据步骤2中的路径,刻画乘客的候车及上下车行为和列车在各站的到发及经停时间,以乘客总等待时间最短为优化目标,以乘客和列车为主体进行仿真;仿真过程中,通过遗传算法进行求解;
以整个线网中每条线路上每辆列车的发车时间集合为个体,利用遗传算法进行编码;
随机生成在研究时段内列车发车时间集合的初始种群;
对初始种群进行交叉变异后得到新的子代个体;
对每一个新的子代个体通过以乘客和列车为主体的仿真方法进行适应度值计算;
根据适应性函数,结合轮盘赌法和精英策略选择子代;判断是否达到收敛标准,如达到收敛标准则结束,否则进行下一轮迭代;
步骤4:若达到终止条件则退出仿真,即可得到各线路上换乘衔接最优的列车发车时间方案。
2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,所述步骤2中的为每名乘客匹配到相应路径的过程如下:获取城市轨道交通线网数据,根据线网数据表中给出的各线车站序列和各站间的区间运行时分构建站间和运行时分的两个邻接矩阵;
根据邻接矩阵构造路网拓扑图,利用Dijkstra算法得到每一个车站至其他所有车站的最短路径和次最短路径;
将最短路径或次最短路径按途径车站的顺序将车站编号;将全部车站路径转化为站台路径。
3.根据权利要求2所述的一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,所述步骤3中的刻画乘客的候车及上下车行为和列车在各站的到发及经停时间包括以下内容:S1:乘客通过闸机刷卡后,根据步骤2得到的路径,得到与线路和出行方向相对应的站台;将站台候车的全部乘客,按照到达站台时间先后顺序放置到站台P的候车队列集合QueueP中;
S2:对集合QueueP中的每一个乘客,判断其下车站台;
S3:判断列车是否到达车站,若到达车站则更新列车状态;若列车处于区间运行状态,则检查该列车与前方列车的间隔是否符合规定;若前序列车在站未发车则调整该列车运行时间,直到前序列车发车;若前序列车已经离开下一站,判断该列车到达时刻与下一站台上一列车的发车时刻的时间差是否满足到发间隔,若不满足则更新后方列车到达时刻;
S4:当列车在站时,对列车完成在站操作;即完成乘客上下车操作,计算停站时间;
S5:当时间与计算得到的列车本站发车时间相同,则列车离站;并判断是否为终点站;
若不是终点站则更新列车在本站的到发时刻表;若是终点站则更新列车在本站的到发时刻表后,将该列车信息移至已抵达终点站的列车集合。
4.根据权利要求2所述的一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,所述仿真包括列车主体仿真和乘客仿真,其中列车主体仿真过程如下:S11:列车从车辆段始发;
S12:判断列车是否到站;
S13:列车到站停车,判断列车是否到达终点站;若是则判断列车是否满足发车条件;若否则列车折返或回车辆段;
S14:若列车满足发车条件,则列车离站,为区间运行,返回步骤S12。
5.根据权利要求4所述的一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,所述乘客仿真过程如下:S21:生成乘客,根据线网情况匹配最短路径;
S22:乘客进入相应站台;
S23:更新乘客候车队列,并判断乘客下车站台;
S24:判断乘客是否能上车,若能则转入步骤S25;若否则为滞留乘客,转入步骤S23;
S25:随车运行;
S26:判断乘客本站是否下车,若是则转入步骤S27;若否则转入步骤S25;
S27:判断本站是否为该乘客目的站;若是则乘客出站;若否则转入步骤S28;
S28:判断乘客目的站是否在本线上,若是则小交路到站,停留在本站台继续候车,转入步骤S22;若否则换乘,通过换乘通道至相应站台,转入步骤S22。
6.根据权利要求3所述的一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,所述S3过程如下:S31:列车处于等待到达状态,且系统当前时间t等于计算得到的列车到达时间,则说明该列车此时到达车站;
S32:若此时列车到达的是终点站,则列车的停站时间为最大停站时间,待出发时间为到达时间加最长停站时间,更新列车状态;当系统时间t递增到该列车的待出发时刻后完成列车离站作业;
S33:若此时列车到达的是中途站,则更新列车状态,记录列车到站时间,完成列车在站操作;
S34:若系统当前时间t不等于计算得到的列车到达时间,则列车处于区间运行状态;
S35:若前序列车在站未发车,则判断 其中
typ‑p+1为列车从站台P至站台P+1的运行时分;Nowtime为当前系统时间, 为列车l在车站P的出发时间;若满足则转入步骤S36;若不满足,则运行速度减缓,并重新更新计算列车到达下站时间,直到前序列车出发;
S36:前序列车已经离开下一站台;则计算后一列车下站到达时刻减去下一站台上一列车的发车时刻 是否满足车站的到发间隔;否则更新后方列车在下一站的到达时刻,在区间运行速度放缓直至满足追踪间隔。
7.根据权利要求3所述的一种城市轨道交通线网列车运行间隔协同决策方法,其特征在于,所述S4过程包括乘客下车操作、乘客上车操作和列车停站时间;
乘客下车操作过程如下:
S411:获取在站台P从列车l的下车人数 更新此时列车上的剩余容量值;
S412:逐一判断此时在站台P下车的乘客是否到达目的站;即在每名乘客路径PsgPathi中,判断站台P对应索引值index是否等于乘客途径站台个数‑1;若是则转入步骤S416,若否则转入步骤S413;
S413:获取站台P索引值+1对应的站台编号,判断该站台是否在本线路运行的交路中;
若是则转入步骤S414,若否则转入步骤S415;
S414:下一站台在本线,则记录小交路列车到达站台的时间 将 作为该乘客在本站台的到达时间,按其到车站的时间顺序插入至本站台候车队列中;
S415:获取乘客路径PsgPathi中索引index+1对应的站台编号;获取两条线路站台在该p‑p'车站的乘客平均换乘走行时间trsps ;乘客到达该换乘站台时间为 将其按时间顺序插入新站台候车队列排序;
S416:从乘客集合中移除该乘客,添加至已到站乘客集合中;
乘客上车操作过程如下:若列车到达站台为途径站按下述过程操作,若为终点站则乘客无需上车;
S421:获取站台P对应的乘客候车队列Queuep,根据时间和容量约束条件判断乘客是否有资格上车;若两个约束条件均满足则该名乘客可以上车;
S422:在候车队列删除该上车乘客,更新该乘客等待时间;
S423:更新列车下车集合;
S424:更新列车实时载客量;
列车停站时间过程如下:
若列车所在站台为中途站台,则按照下述步骤计算列车停站时间:S431:计算乘客的上下车时间:
其中: 为在站台P从列车l的上车人数;
S432:设定最大最小停站时间约束,若不满足约束则调整停站时间,若大于最大停站时间则将本站停站时间更新为最大停站时间;若小于最小停站时间则将本站停站时间更新为最小停站时间;
S433:计算列车在本站出发时间 为乘客在站台P的停留时间;
S434:判断 出发时与前后车的安全间隔;若满足则时间间隔则转入步骤S435,若不满足则更新出发时间S435:计算列车l到达下一站P+1时间
S436:更新列车为待发车状态;
若列车所在站台为终点站,则列车的停站时间为最大停站时间,待出发时间为到达时间加最长停站时间,更新列车状态。