一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法及装置

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的 优化方法及装置。


背景技术：

2.虚拟编组技术(也叫虚拟耦合、虚拟连接等，英文virtual coupling)，由于车辆 间无物理车钩连挂，因此可以实现更加灵活的运输模式，以适应城市轨道交通实时变化 的客流量，城市轨道交通典型的运输组织模式包括“快慢车”、大小交路、跨线运行、 灵活编组等，通过采用其中的一种或几种方式的结合，可以构成不同的运行方案，有效 解决客流在时间、空间分布不均衡的问题，提高线路的运输效率。
3.目前城市轨道交通中大多采用固定编组列车，其在运行过程中载客能力不会发生变 化，调整列车运行方案可以在一定程度上提高运输能力，但在高峰期常因为拥挤严重导 致乘客舒适度降低，而平峰期由于运能与载客率的明显不匹配造成能源浪费。灵活编组 列车通过调整车辆编组数量，以适应客流的变化，但其编组需要在始发站或中间站进行 空车作业，灵活性不高，该方案对乘客的出行时间提升较小。
4.虚拟编组列车通过在线动态载客编组作业，可以实现更加高效、灵活的运输服务； 虚拟编组列车运行方案的研究，有利用数学优化模型针对特殊场景优化虚拟编组列车编 组数量，以避免不必要的运力，但所用模型没有考虑时间成本和列车越站行驶等运输模 式，限制了虚拟编组技术的优势；也有采用“快慢车”的虚拟编组列车在特定停站方案 下与传统运行方案的对比分析，但未能给出虚拟编组列车运行方案的制定规则；此外， 现有技术中提供了一种生成虚拟编组列车运行方案的算法，但在该算法中，列车按照周 期性规律停站，列车的停站规律没有考虑不同车站客流量差异的影响，不具有实用性。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的虚拟编组列车运行方案没有考虑时 间成本、列车越站行驶等运输模式和不同车站客流量差异的影响，不具有实用性的缺陷， 从而提供一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法及装置。
6.本发明实施例提供了一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，包括：
7.获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息；
8.将线路信息、列车运行信息、列车车辆参数与客流信息均输入虚拟编组列车优化模 型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。
9.本发明提供的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，通过对线路信息、 列车运行信息、列车车辆参数和客流信息的获取，将线路信息、列车运行信息、列车车 辆参数信息与客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，使得虚拟编组列车优化模型可 以充分考虑了客流量、列车、线路对虚拟编组列车运行方案的影响，并以乘客出行规律 为依据，生成的虚拟编组列车运行优化方案不仅可以有效提升线路运输效率，满足城市 轨道
交通不同时期的运输需求，还能有效缩短乘客旅行时间，提高轨道交通服务质量， 对于城市轨道交通线路的规划建设具有指导意义。
10.可选地，基于线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息确定乘客旅行时 间、列车运行时间和列车全线平均载客率，包括：
11.提取线路信息中相邻两站的站间距离、列车运行信息中列车发车间隔、列车停站变 量数值和列车停站时间、列车车辆参数中列车平均运行速度与客流信息中出发车站至目 的车站的乘客数量，并基于列车发车间隔、列车停站变量数值、列车停站时间、相邻两 站的站间距离、列车平均运行速度和出发车站至目的车站的乘客数量，利用虚拟编组列 车优化模型确定乘客旅行时间；
12.基于相邻两站的站间距离、列车平均运行速度、列车停站时间和列车停站变量数值， 利用虚拟编组列车优化模型确定列车运行时间；
13.提取列车车辆参数中列车定员人数与客流信息中车站上车人数和车站下车人数，并 基于列车停站变量数值、列车定员人数、车站上车人数和车站下车人数，利用虚拟编组 列车优化模型确定列车全线平均载客率；
14.基于乘客旅行时间、列车运行时间和列车全线平均载客率生成虚拟编组列车运行优 化方案。
15.可选地，基于列车发车间隔、列车停站变量数值、列车停站时间、相邻两站的站间 距离、列车平均运行速度和出发车站至目的车站的乘客数量，利用虚拟编组列车优化模 型确定乘客旅行时间，包括：
16.基于所述列车停站变量数值与所述列车发车间隔确定乘客等车时间；
17.基于列车停站变量数值与列车停站时间确定乘客损失时间；
18.基于相邻两站的站间距离和列车平均运行速度确定乘客乘车时间；
19.基于乘客等车时间、乘客损失时间、乘客乘车时间和出发车站至目的车站的乘客数 量生成乘客旅行时间。
20.上述将乘客等车时间、乘客损失时间、乘客乘车时间作为乘客旅行时间的一部分， 充分考虑了客流量对列车运行方案的影响，提高了虚拟编组列车的运行效率。
21.可选地，基于乘客等车时间、乘客损失时间、乘客乘车时间和出发车站至目的车站 的乘客数量生成乘客旅行时间，乘客旅行时间的计算公式如下所示：
[0022][0023]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，n表示全线车站数量，x表示出发车站，y表示目的车站， ζi(x)表示列车i在出发车站的停站变量数值，ζi(y)表示列车i在目的车站的停站变 量数值，h
x,y
(i,j)/2表示乘客等车时间，h
x,y
(i,j)表示列车发车间隔，表 示乘客损失时间，ζi(r)表示列车i在车站r的停站变量数值，ts表示列车停站时间， 表示乘客乘车时间，表示相邻两站的站间距离，v
avg
表示列车平均运 行速度，m
x,y
表示出
发车站至目的车站的乘客数量。
[0024]
可选地，基于列车停站变量数值、列车定员人数、车站上车人数和车站下车人数， 利用虚拟编组列车优化模型确定列车全线平均载客率，包括：
[0025]
基于车站上车人数与车站下车人数确定列车出发时的载客量；
[0026]
基于列车停站变量数值、列车出发时的载客量与列车定员人数确定列车全线平均载 客率。
[0027]
可选地，基于乘客旅行时间、列车运行时间和列车全线平均载客率生成虚拟编组列 车运行优化方案，包括：
[0028]
基于乘客旅行时间、列车运行时间和列车全线平均载客率构建虚拟编组列车运行优 化函数；
[0029]
将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为虚拟编组列车运行优化函数 的约束条件；
[0030]
利用遗传算法对虚拟编组列车运行优化函数求解，生成虚拟编组列车运行优化方案。
[0031]
可选地，基于乘客旅行时间、列车运行时间和列车全线平均载客率构建虚拟编组列 车运行优化函数，虚拟编组列车运行优化函数的计算公式如下：
[0032][0033]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，tc表示列车运行时间，表示列车全线平均载客率， minz表示虚拟编组列车运行优化函数。
[0034]
上述虚拟编组列车运行优化函数既适用于既有线路运行方案的设计，也适用于规划 线路，具有较强应用价值，其虚拟编组列车运行优化方案对于城市轨道交通线路的规划 建设具有指导意义。
[0035]
在本技术的第二个方面，还提出了一种轨道交通虚拟编组列车的运行方案优化装置， 包括：
[0036]
获取模块，用于获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息；
[0037]
生成模块，用于将线路信息、列车运行信息、列车车辆参数与客流信息均输入虚拟 编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。
[0038]
可选地，生成模块，包括：
[0039]
第一确定子模块，用于提取线路信息中相邻两站的站间距离、列车运行信息中列车 发车间隔、列车停站变量数值和列车停站时间、列车车辆参数中列车平均运行速度与客 流信息中出发车站至目的车站的乘客数量，并基于列车发车间隔、列车停站变量数值、 列车停站时间、相邻两站的站间距离、列车平均运行速度和出发车站至目的车站的乘客 数量确定乘客旅行时间；
[0040]
第二确定子模块，用于基于相邻两站的站间距离、列车平均运行速度、列车停站时 间和列车停站变量数值确定列车运行时间；
[0041]
第三确定子模块，用于提取列车车辆参数中列车定员人数与客流信息中车站上车人 数和车站下车人数，并基于列车停站变量数值、列车定员人数、车站上车人数和车站下 车人数确定列车全线平均载客率；
[0042]
生成子模块，用于基于乘客旅行时间、列车运行时间和列车全线平均载客率生成虚 拟编组列车运行优化方案。
[0043]
可选地，第一确定子模块，包括：
[0044]
第一确定单元，用于基于列车停站变量数值与列车发车间隔确定乘客等车时间；
[0045]
第二确定单元，用于基于列车停站变量数值与列车停站时间确定乘客损失时间；
[0046]
第三确定单元，用于基于相邻两站的站间距离和列车平均运行速度确定乘客乘车时 间，并基于乘客等车时间、乘客损失时间、乘客乘车时间和出发车站至目的车站的乘客 数量生成乘客旅行时间。
[0047]
可选地，第三确定单元，包括：
[0048]
乘客旅行时间的计算公式如下所示：
[0049][0050]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，n表示全线车站数量，x表示出发车站，y表示目的车站， ζi(x)表示列车i在出发车站的停站变量数值，ζi(y)表示列车i在目的车站的停站变 量数值，h
x,y
(i,j)/2表示乘客等车时间，h
x,y
(i,j)表示列车发车间隔，表 示乘客损失时间，ζi(r)表示列车i在车站r的停站变量数值，ts表示列车停站时间， 表示乘客乘车时间，表示相邻两站的站间距离，v
avg
表示列车平均运 行速度，m
x,y
表示出发车站至目的车站的乘客数量。
[0051]
可选地，第三确定子模块，包括：
[0052]
第四确定单元，用于基于车站上车人数与车站下车人数确定列车出发时的载客量；
[0053]
第五确定单元，用于基于列车停站变量数值、列车出发时的载客量与列车定员人数 确定列车全线平均载客率。
[0054]
可选地，生成子模块，包括：
[0055]
构建单元，用于基于乘客旅行时间、列车运行时间和列车全线平均载客率构建虚拟 编组列车运行优化函数；
[0056]
约束单元，用于将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为虚拟编组列车 运行优化函数的约束条件；
[0057]
求解单元，用于利用遗传算法对虚拟编组列车运行优化函数求解，生成虚拟编组列 车运行优化方案。
[0058]
可选地，构建单元，包括：
[0059]
虚拟编组列车运行优化函数的计算公式如下：
[0060][0061]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，tc表示列车运行时间，表示列车全线平均载客
率， minz表示虚拟编组列车运行优化函数。
[0062]
在本技术的第三个方面，还提出了一种计算机设备，包括处理器和存储器，其中， 存储器用于存储计算机程序，计算机程序包括程序，处理器被配置用于调用计算机程序， 执行上述一种轨道交通虚拟编组列车运行方案优化方法。
[0063]
在本技术的第四个方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机存 储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现上述一种轨道交通虚拟编组 列车运行方案优化方法。
附图说明
[0064]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性 劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0065]
图1为本发明实施例1中一种轨道交通虚拟编组列车运行方案优化方法的流程图；
[0066]
图2为本发明实施例1中虚拟编组列车动态编组示意图；
[0067]
图3为本发明实施例1中虚拟编组列车动态解编示意图；
[0068]
图4为本发明实施例1中虚拟编组列车运行方案示意图；
[0069]
图5为本发明实施例1中虚拟编组列车编组状态示意图；
[0070]
图6为本发明实施例1中步骤s102的流程图；
[0071]
图7为本发明实施例1中步骤s1021的流程图；
[0072]
图8为本发明实施例1中步骤s1023的流程图；
[0073]
图9为本发明实施例1中步骤s1024的流程图；
[0074]
图10为本发明实施例1中北京地铁八通线线路示意图；
[0075]
图11为本发明实施例1中列车运行方案编码示意图；
[0076]
图12为本发明实施例1中帕累托前沿示意图；
[0077]
图13为本发明实施例1中虚拟编组列车运行示意图；
[0078]
图14为本发明实施例2中一种轨道交通虚拟编组列车运行方案优化装置的原理 框图。
具体实施方式
[0079]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。
[0080]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描 述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0081]
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成 冲突就可以相互结合。
[0082]
实施例1
[0083]
本实施例提供一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，如图1所示，包括：
[0084]
s101、获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息，基于上述线路信 息、上述列车运行信息、上述列车车辆参数和上述客流信息确定乘客旅行时间、列车运 行时间和列车全线平均载客率。
[0085]
其中，线路信息包括区间长度、车站数量、线路布局等数据；列车运行信息包括区 间行车时间、列车停站时间、列车发车间隔等数据；列车车辆参数包括列车平均运行速 度、列车定员人数等数据；客流信息包括进、出站车站名称、进、出站时间、乘客数量 等数据。
[0086]
s102、将上述线路信息、上述列车运行信息、上述列车车辆参数与上述客流信息均 输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。
[0087]
其中，如图2-3所示，虚拟编组列车各车辆间通过高性能车-车无线通信方式实现编 组，没有物理连接，因而可以进行实时动态编组和解编作业；为了更好的适应不同车站 客流分布不均的问题，以若干个车辆构成的车队为研究对象，一个车队在始发站以虚拟 编组的形式发车，其中每辆车拥有不同的停站方案，车队中所有车的停站方案构成一个 运行方案，而下一个虚拟编组车队将重复前一个车队的运行方案；如图4所示，车队 b1-b2-b3的运行方案与前一车队a1-a2-a3的运行方案一一对应，对于车队中的每辆车， 其全线的停站方案通过上述虚拟编组列车运行优化函数生成，同时对于每个车站来说， 其在一段时间内停靠的列车数量也将有所不同，为了满足列车的越行需求，部分车站需 要具备避让线。
[0088]
进一步地，从始发站发车的虚拟编组车队，其构成车辆数由客流需求和站台长度共 同决定；目前大部分地铁站台长度在140m左右，以a型车为例，车长22m，当处于客 流高峰期时，按照站台长度最大限制进行编组，虚拟编组车队为6辆编组；当处于平峰 期时，按照客流需求进行编组，可以为1-6辆编组；而虚拟编组车队在运行过程中，由 于停站方案的不同，其编组车辆数也将动态变化；每辆车运行中过程中都是独立的运输 单元，可以根据各自运行方案进行编组和解编操作，以形成不同形式的组合。如图5所 示，以6编组列车为例，展示了列车在线路上运行时可能存在的部分编组状态。
[0089]
假设所有车辆的停站时间相同，列车可在进入或离开车站时进行编组作业，且作业 时间忽略不计，假设乘客到达各个车站的时间均匀分布，所有乘客乘坐最近一辆直达列 车，不存在换乘，由于车辆在区间线路上可以以相同速度虚拟编组行驶，且可以在站台 区域进行超车，因此线路各辆车在正常情况下互不干扰，可以独立设计各辆车停站方案； 但由于车辆停站方案的不同，将极大地影响乘客乘车，比如，如果某一车站的停站车辆 较少，在该站的乘客或是前往该站的乘客将会耗费更多的等车时间，因此需要综合考虑 各辆车的停站方案，以满足不同乘客的乘车需求，因此，基于线路信息、列车运行信息、 列车车辆参数和客流信息，构建虚拟编组列车运行优化函数。
[0090]
上述一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，通过对线路信息、列车运行 信息、列车车辆参数和客流信息的获取，将线路信息、列车运行信息、列车车辆参数与 客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，使得虚拟编组列车优化模型可以充分考虑了 客流量、列车、线路对虚拟编组列车运行方案的影响，并以乘客出行规律为依据，生成 的虚拟编组列车运行优化方案不仅可以有效提升线路运输效率，满足城市轨道交通不同 时期的运输需求，还能有效缩短乘客旅行时间，提高轨道交通服务质量，对于城市轨道 交通线
路的规划建设具有指导意义。
[0091]
优选地，如图6所示，步骤s102中上述将上述线路信息、上述列车运行信息、上 述列车车辆参数与上述客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运 行优化方案，包括：
[0092]
s1021、提取上述线路信息中相邻两站的站间距离、上述列车运行信息中列车发车 间隔、列车停站变量数值和列车停站时间、上述列车车辆参数中列车平均运行速度与上 述客流信息中出发车站至目的车站的乘客数量，并基于上述列车发车间隔、上述列车停 站变量数值、上述列车停站时间、上述相邻两站的站间距离、上述列车平均运行速度和 上述出发车站至目的车站的乘客数量，利用上述虚拟编组列车优化模型确定乘客旅行时 间。
[0093]
s1022、基于上述相邻两站的站间距离、上述列车平均运行速度、上述列车停站时 间和上述列车停站变量数值，利用上述虚拟编组列车优化模型确定列车运行时间。
[0094]
其中，由于虚拟编组列车存在越站等操作，将大大缩短列车运行时间，因此采用列 车运行时间衡量运行成本，列车运行时间的计算公式如下所示：
[0095][0096]
上式中，tc表示列车运行时间，n
t
表示始发站虚拟编组车辆数，表示相邻两站 的站间距离，v
avg
表示列车平均运行速度，ts表示列车停站时间，n表示全线车站数量， ζi(r)表示列车i在车站r的停站变量数值。
[0097]
s1023、提取上述列车车辆参数中列车定员人数与上述客流信息中车站上车人数和 车站下车人数，并基于上述列车停站变量数值、上述列车定员人数、上述车站上车人数 和上述车站下车人数，利用上述虚拟编组列车优化模型确定列车全线平均载客率。
[0098]
s1024、基于上述乘客旅行时间、上述列车运行时间和上述列车全线平均载客率生 成上述虚拟编组列车运行优化方案。
[0099]
优选地，如图7所示，步骤s1021中上述基于上述列车发车间隔、上述列车停站变 量数值、上述列车停站时间、上述相邻两站的站间距离、上述列车平均运行速度和上述 出发车站至目的车站的乘客数量，利用上述虚拟编组列车优化模型确定乘客旅行时间， 包括：
[0100]
s10211、基于上述列车停站变量数值与上述列车发车间隔确定乘客等车时间。
[0101]
具体地，乘客等车时间表示为：
[0102]hx,y
(i,j)/2
[0103]
上式中，h
x,y
(i,j)表示从同一出发车站出发且到达同一目的车站的相邻两车的发车 间隔。
[0104]
s10212、基于上述列车停站变量数值与上述列车停站时间确定乘客损失时间。
[0105]
具体地，乘客损失时间表示为：
[0106][0107]
上式中，ζi(r)表示列车i在车站r的停站变量数值，ts表示列车停站时间。
[0108]
s10213、基于上述相邻两站的站间距离和上述列车平均运行速度确定乘客乘车时间。
[0109]
具体地，乘客乘车时间表示为：
[0110][0111]
上式中，表示相邻两站的站间距离，v
avg
表示列车平均运行速度。
[0112]
基于上述乘客等车时间、上述乘客损失时间、上述乘客乘车时间和上述出发车站至 目的车站的乘客数量生成上述乘客旅行时间。
[0113]
具体地，上述乘客旅行时间的计算公式如下所示：
[0114][0115]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，n表示全线车站数量，x表示出发车站，y表示目的车站， ζi(x)表示列车i在出发车站的停站变量数值，ζi(y)表示列车i在目的车站的停站变量 数值，h
x,y
(i,j)/2表示乘客等车时间，h
x,y
(i,j)表示列车发车间隔(即从同一出发车站 出发且到达同一目的车站的相邻两车的发车间隔)，m
x,y
表示出发车站至目的车站的乘 客数量，r表示出发车站x与目的车站y之间的任意一站。
[0116]
其中，乘客从同一出发车站出发且到达同一目的车站的相邻两车的发车间隔h
x,y
(i,j) 的计算公式如下所示：
[0117]hx,y
(i,j)＝t
i,x-t
j,x
,i＝2,
…
,n
t
,x＝1,2,
…
,n,y＝1,2,
…
,n.
[0118]
上式中，t
i,x
表示列车i驶出出发车站x时的时刻，t
j,x
表示列车j驶出出发车站x时 的时刻，其中，列车j为列车i的前一辆列车，且列车i与列车j目的车站相同。
[0119]hx,y
(i,j)＝h0,i＝1
[0120]
上式中，h0表示列车在始发站的发车时间间隔。
[0121]
进而，列车停站数量越多，乘客的平均等车时间越短，但也会增加乘客乘车时间， 因此需要综合优化列车运行方案，尽可能缩短乘客旅行时间。
[0122]
优选地，如图8所示，步骤s1023中基于上述列车停站变量数值、上述列车定员人 数、上述车站上车人数和上述车站下车人数，利用上述虚拟编组列车优化模型确定列车 全线平均载客率，包括：
[0123]
s10231、基于上述车站上车人数与上述车站下车人数确定列车出发时的载客量。
[0124]
其中，列车i在车站r上车的人数p
i,r
的计算公式如下所示：
[0125][0126]
上式中，m
r,y
表示车站r至目的车站y的乘客数量，h
r,y
(i,j)表示从车站r出发到达 目的车站y的列车i与上一辆从车站r出发到达目的车站y的列车j之间的发车时间间 隔。
[0127]
进一步地，列车i在车站r下车的人数q
i,r
的计算公式如下所示：
[0128][0129]
上式中，m
x,r
表示出发车站x至车站r的乘客数量，h
x,r
(i,j)表示从出发车站x出 发到达车站r的列车i与上一辆从出发车站x出发到达车站r的列车j之间的发车时间间 隔。
[0130]
具体地，对于相同列车，平均载客率高的利用率也更高；列车减少停站数量可以有 效减少乘客损失时间，但与此同时可能因为列车停站数太少而不能装载更多乘客，降低 列车的运输效率，因此，通过限制列车平均载客率来保证列车的运输效率，一辆列车在 车站出发时的载客量的计算公式如下所示：
[0131]ci,r
＝c
i,r-1
+p
i,r-q
i,r
,r＝2,3,
…
,n,i＝1,2,
…
,n
t
[0132]
上式中，c
i,r
表示列车i在车站r的载客量，c
i,r-1
表示列车i在车站r-1的载客量，n
t
表示始发站虚拟编组车辆数。
[0133]
其中，列车i在始发站的载客量表示为c
i,r
＝0,r＝1,i＝1,2,
…
,n
t
。
[0134]
s10232、基于上述列车停站变量数值、上述列车出发时的载客量与上述列车定员人 数确定列车全线平均载客率。
[0135]
具体地，列车i的全线平均载客率的计算公式如下所示：
[0136][0137]
上式中，表示列车全线平均载客率，c0表示列车定员人数，ωi表示列车i在全 线的停站数量，其中，ωi的计算公式如下所示：
[0138][0139]
其中，当列车i在车站r停车时，ζi(r)的值为1，否则ζi(r)的值为0。
[0140]
优选地，如图9所示，步骤s1024中上述基于上述乘客旅行时间、上述列车运行时 间和上述列车全线平均载客率生成上述虚拟编组列车运行优化方案，包括：
[0141]
s10241、基于上述乘客旅行时间、上述列车运行时间和上述列车全线平均载客率构 建虚拟编组列车运行优化函数。
[0142]
具体地，上述目标函数的计算公式如下：
[0143][0144]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，tc表示列车运行时间，表示列车全线平均载客率， minz表示虚拟编组列车运行优化模型的目标函数。
[0145]
s10242、将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为上述虚拟编组列车运 行优化函数的约束条件。
[0146]
具体地，将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为上述目标函数的约束 条件；其中，保证任意两站都至少有同一列车停靠，从而满足全线乘客的出行需求，进 而全线乘客的出行需求的约束条件表示为：
[0147][0148]
每辆列车的平均载客率的约束条件表示为：
[0149][0150]
s10243、利用遗传算法对上述虚拟编组列车运行优化函数求解，生成上述虚拟编 组列车运行优化方案。
[0151]
具体地，目标函数决策变量为每辆车的停站变量数值，即ζi(1)，ζi(2)，
……
，ζi(n)， 利用遗传算法对目标函数求解，生成不同车辆的全线停站方案，即虚拟编组列车运行 优化方案。
[0152]
下面通过一个具体的实施例来说明一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化 方法的：
[0153]
(1)如图10所示，以北京地铁八通线为例，全线共15站，目前所采用的列车行车 计划中绝大多数列车在四惠-土桥区段运营，表1为八通线高峰时段(8：00-9：00)的 od(origin-destination，起讫点)表，反映了乘客在该时段的出行规律。
[0154]
表1：
[0155][0156][0157]
从上表1可以看出，绝大多数客流从市郊往市中心方向(四惠站方向)移动，进而 下述步骤主要研究设计地铁八通线早高峰时段土桥-四惠方向的列车运行方案，对于客 流平峰期，可减少列车数量，并依此进行优化。
[0158]
(2)基于nsga
‑ⅱ
算法(遗传算法)的虚拟编组列车优化运行方案求解；由于车 辆
在每个车站的状态只有停车和通过两种，因此列车状态可以分别用1和0来表示，从 而对于每一辆车，对其停站方案进行编码，即每一种运行方案均可由一个二进制数表示， 二进制的位数为车站数，八通线现行列车运行方案(方案一)如下表2所示。
[0159]
表2：
[0160][0161]
六编组列车以2min的发车间隔相继发车，一辆列车跑完全线需要39.45min。
[0162]
由于运行方案中列车的停站方案随着列车数目及列车途经站数量的增加呈明显的 组合爆炸趋势，且存在多个与优化目标，很难利用传统的优化方法求得列车停站方案， 故采用快速非支配排序遗传算法(nsga
‑ⅱ
)进行求解，该算法计算复杂度较低、可以 保证种群多样性，具体求解过程如图11所示，将一个开行周期的6辆车的停站方案视 为一条染色体，各列车的停站方案为构成染色体的基因；图12表示初始种群数量100 个迭代100次后的帕累托前沿，图12中乘客旅行时间是虚拟编组优化运行方案乘客旅 行时间与现行方案(方案一)所需时间的比值，由帕累托前沿可以看出，当旅客平均旅 行时间增加时，列车的运输效率也将相应增加，铁路运营商可以根据需求在乘客旅行时 间和列车运输效率之间折中选择，运行方案中的一组优化结果如下表3所示。
[0163]
表3：
[0164][0165]
从上表3中可以看出，在这组优化结果中，虚拟编组车队中的每一辆列车的运行方 案各不相同，都会在不同的车站实行越站作业，同时该方案仍能够满足全线所有乘客的 乘车需求，此时列车全线平均载客率为49.05％，相比现行的站站停车方案，全线乘客 平均出行时间可以减少6.61％。
[0166]
假设两个虚拟编组中对应编号(如a1和b1)的列车具有相同的运行方案，列车在 运行过程中根据停站方案会动态编组成不同的小编组车队，此时一辆列车跑完全线最快 仅需36.45min，相比方案一现行方案节省3min，可以有效降低运营成本并提高线路利 用率。
[0167]
图13依次展示了各个车辆在离开各站的场景，以四惠东站(车站12)为例，6辆 车共形成三个编队，其中车辆1独自运行，车辆5和2，车辆6、3和4分别编组为两个 虚拟编组车队，从全线来看，八通线只需设置六个避让站即可满足此优化运行方案的需 求，因此可以根据此优化结果，指导八通线的线路改造以适用于虚拟编组列车的运行。
[0168]
(3)优化方案对比分析：为了比较所设计的虚拟编组列车运行方案的优势，下表4 给出了五种列车运行方案，分别是：方案一，以2min为发车间隔的逐站停车方案；方 案二，以2min为发车间隔的虚拟编组列车越站运行方案；方案三，以2min为发车间隔 的固定编组列车越站方案；方案四，以1min为发车间隔的逐站停车方案；方案五，以 1min为发车间隔的虚拟编组列车越站运行方案，为了满足乘客的正常上下车，认为所 有列车的停站时间均为30s，且所有方案的越行均采用与方案2相同的方案。
[0169]
表4：
[0170][0171]
通过对比可以得出以下结论：
[0172]
a、由方案1与方案2对比可知，与现行固定编组站站停车方案相比，虚拟编组列 车运输模式能够缩短6.61％的乘客旅行时间，人均可缩短1.5min。同时也大大缩短了列 车的运行时间，有利于提高运输效率。
[0173]
b、由方案2与方案3可知，尽管固定编组列车越站方案能够使得快车乘客的旅行 时间缩短，但从整体上看，如果方案优化不合理，导致慢车乘客等车时间过长，就会造 成乘客的整体平均旅行时间增加。在方案2中，不同停站方案列车可以通过虚拟编组技 术同时发车，不需要等待一定的发车间隔，从而能有效避免乘客等车时间过长问题，且 同时能够
满足乘客快速出行的需求。
[0174]
c、由方案2和方案5对比可知，当列车发车间隔由2min缩短至1min时，乘客旅 行时间可进一步缩短至91.69％，但由方案2和方案4可知，相比于缩短列车发车间隔， 虚拟编组列车运行方案对缩短乘客旅行时间的效果更加明显。
[0175]
实施例2
[0176]
本实施例提供一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化装置，如图14所示，包 括：
[0177]
获取模块141，用于获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息。
[0178]
生成模块142，用于将上述线路信息、上述列车运行信息、上述车辆参数与上述客 流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。
[0179]
其中，虚拟编组列车各车辆间通过高性能车-车无线通信方式实现编组，没有物理 连接，因而可以进行实时动态编组和解编作业；为了更好的适应不同车站客流分布不均 的问题，以若干个车辆构成的车队为研究对象，一个车队在始发站以虚拟编组的形式发 车，其中每辆车拥有不同的停站方案，车队中所有车的停站方案构成一个运行方案，而 下一个虚拟编组车队将重复前一个车队的运行方案；如图4所示，车队b1-b2-b3的运 行方案与前一车队a1-a2-a3的运行方案一一对应，对于车队中的每辆车，其全线的停 站方案通过上述虚拟编组列车运行优化函数生成，同时对于每个车站来说，其在一段时 间内停靠的列车数量也将有所不同，为了满足列车的越行需求，部分车站需要具备避让 线。
[0180]
进一步地，从始发站发车的虚拟编组车队，其构成车辆数由客流需求和站台长度共 同决定；目前大部分地铁站台长度在140m左右，以a型车为例，车长22m，当处于客 流高峰期时，按照站台长度最大限制进行编组，虚拟编组车队为6辆编组；当处于平峰 期时，按照客流需求进行编组，可以为1-6辆编组；而虚拟编组车队在运行过程中，由 于停站方案的不同，其编组车辆数也将动态变化；每辆车运行中过程中都是独立的运输 单元，可以根据各自运行方案进行编组和解编操作，以形成不同形式的组合。如图5所 示，以6编组列车为例，展示了列车在线路上运行时可能存在的部分编组状态。
[0181]
假设所有车辆的停站时间相同，列车可在进入或离开车站时进行编组作业，且作业 时间忽略不计，假设乘客到达各个车站的时间均匀分布，所有乘客乘坐最近一辆直达列 车，不存在换乘，由于车辆在区间线路上可以以相同速度虚拟编组行驶，且可以在站台 区域进行超车，因此线路各辆车在正常情况下互不干扰，可以独立设计各辆车停站方案； 但由于车辆停站方案的不同，将极大地影响乘客乘车，比如，如果某一车站的停站车辆 较少，在该站的乘客或是前往该站的乘客将会耗费更多的等车时间，因此需要综合考虑 各辆车的停站方案，以满足不同乘客的乘车需求，因此，基于线路信息、列车运行信息、 列车车辆参数和客流信息，构建虚拟编组列车运行优化函数。
[0182]
上述一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化装置，通过对线路信息、列车运行 信息、列车车辆参数和客流信息的获取，将线路信息、列车运行信息、列车车辆参数与 客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，使得虚拟编组列车优化模型可以充分考虑了 客流量、列车、线路对虚拟编组列车运行方案的影响，并以乘客出行规律为依据，生成 的虚拟编组列车运行优化方案不仅可以有效提升线路运输效率，满足城市轨道交通不同 时期的运输需求，还能有效缩短乘客旅行时间，提高轨道交通服务质量，对于城市轨道 交通线
路的规划建设具有指导意义。
[0183]
优选地，上述生成模块142，包括：
[0184]
第一确定子模块1421，用于提取上述线路信息中相邻两站的站间距离、上述列车运 行信息中列车发车间隔、列车停站变量数值和列车停站时间、上述列车车辆参数中列车 平均运行速度与上述客流信息中出发车站至目的车站的乘客数量，并基于上述列车发车 间隔、上述列车停站变量数值、上述列车停站时间、上述相邻两站的站间距离、上述列 车平均运行速度和上述出发车站至目的车站的乘客数量，利用上述虚拟编组列车优化模 型确定乘客旅行时间。
[0185]
第二确定子模块1422，用于基于上述相邻两站的站间距离、上述列车平均运行速度、 上述列车停站时间和上述列车停站变量数值，利用上述虚拟编组列车优化模型确定列车 运行时间。
[0186]
其中，由于虚拟编组列车存在越站等操作，将大大缩短列车运行时间，因此采用列 车运行时间衡量运行成本，列车运行时间的计算公式如下所示：
[0187][0188]
上式中，tc表示列车运行时间，n
t
表示始发站虚拟编组车辆数，表示相邻两站 的站间距离，v
avg
表示列车平均运行速度，ts表示列车停站时间，n表示全线车站数量， ζi(r)表示列车i在车站r的停站变量数值。
[0189]
第三确定子模块1423，用于提取上述列车车辆参数中列车定员人数与上述客流信息 中车站上车人数和车站下车人数，并基于上述列车停站变量数值、上述列车定员人数、 上述车站上车人数和上述车站下车人数，利用上述虚拟编组列车优化模型确定列车全线 平均载客率。
[0190]
生成子模块1424，用于基于上述乘客旅行时间、上述列车运行时间和上述列车全线 平均载客率生成上述虚拟编组列车运行优化方案。
[0191]
优选地，上述第一确定子模块1421，包括：
[0192]
第一确定单元14211，用于基于上述列车停站变量数值与上述列车发车间隔确定乘 客等车时间。
[0193]
具体地。乘客等车时间表示为：
[0194]hx,y
(i,j)/2
[0195]
上式中，h
x,y
(i,j)表示从同一出发车站出发且到达同一目的车站的相邻两车的发车 间隔。
[0196]
第二确定单元14212，用于基于上述列车停站变量数值与上述列车停站时间确定乘 客损失时间。
[0197]
具体地，乘客损失时间表示为：
[0198][0199]
上式中，ζi(r)表示列车i在车站r的停站变量数值，ts表示列车停站时间。
[0200]
第三确定单元14213，用于基于上述相邻两站的站间距离和上述列车平均运行速度 确定乘客乘车时间。
[0201]
具体地，乘客乘车时间表示为：
[0202][0203]
上式中，表示相邻两站的站间距离，v
avg
表示列车平均运行速度。
[0204]
基于乘客等车时间、上述乘客损失时间、上述乘客乘车时间和上述出发车站至目的 车站的乘客数量生成上述乘客旅行时间。
[0205]
具体地，上述乘客旅行时间的计算公式如下所示：
[0206][0207]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，n表示全线车站数量，x表示出发车站，y表示目的车站， ζi(x)表示列车i在出发车站的停站变量数值，ζi(y)表示列车i在目的车站的停站变量 数值，h
x,y
(i,j)/2表示乘客等车时间，h
x,y
(i,j)表示从同一出发车站出发且到达同一目 的车站的相邻两车的发车间隔，m
x,y
表示出发车站至目的车站的乘客数量，r表示出发车 站x与目的车站y之间的任意一站。
[0208]
其中，乘客从同一出发车站出发且到达同一目的车站的相邻两车的发车间隔h
x,y
(i,j) 的计算公式如下所示：
[0209]hx,y
(i,j)＝t
i,x-t
j,x
,i＝2,
…
,n
t
,j＝1,2,
…
,i-1,x＝1,2,
…
,n,y＝1,2,
…
,n. 上式中，t
i,x
表示列车i驶出出发车站x时的时刻，t
j,x
表示列车i前一辆与列车i目的车 站相同的列车j驶出出发车站x时的时刻。
[0210]hx,y
(i,j)＝h0,i＝1
[0211]
上式中，h0表示列车在始发站的发车时间间隔。
[0212]
进而，列车停站数量越多，乘客的平均等车时间越短，但也会增加乘客乘车时间， 因此需要综合优化列车运行方案，尽可能缩短乘客旅行时间。
[0213]
优选地，上述第三确定子模块1423，包括：
[0214]
第四确定单元14231，用于基于上述车站上车人数与上述车站下车人数确定列车出 发时的载客量。
[0215]
其中，列车i在车站r上车的人数p
i,r
的计算公式如下所示：
[0216][0217]
上式中，m
r,y
表示车站r至目的车站y的乘客数量，h
r,y
(i,j)表示从车站r出发到达 目的车站y的列车i与上一辆从车站r出发到达目的车站y的列车j之间的发车时间间 隔，即列车发车间隔。
[0218]
进一步地，列车i在车站r下车的人数q
i,r
的计算公式如下所示：
[0219][0220]
上式中，m
x,r
表示出发车站x至车站r的乘客数量，h
x,r
(i,j)表示从出发车站x出 发到达车站r的列车i与上一辆从出发车站x出发到达车站r的列车j之间的发车时间间 隔。
[0221]
具体地，对于相同列车，平均载客率高的利用率也更高；列车减少停站数量可以有 效减少乘客损失时间，但与此同时可能因为列车停站数太少而不能装载更多乘客，降低 列车的运输效率，因此，通过限制列车平均载客率来保证列车的运输效率，一辆列车在 车站出发时的载客量的计算公式如下所示：
[0222]ci,r
＝c
i,r-1
+p
i,r-q
i,r
,r＝2,3,
…
,n,i＝1,2,
…
,n
t
[0223]
上式中，c
i,r
表示列车i在车站r的载客量，c
i,r-1
表示列车i在车站r-1的载客量，n
t
表示始发站虚拟编组车辆数。
[0224]
其中，列车i在始发站的载客量表示为c
i,r
＝0,r＝1,i＝1,2,
…
,n
t
。
[0225]
第五确定单元14232，用于基于上述列车停站变量数值、上述列车出发时的载客量 与上述列车定员人数确定列车全线平均载客率。
[0226]
具体地，列车i的全线平均载客率的计算公式如下所示：
[0227][0228]
上式中，表示列车全线平均载客率，c0表示列车定员人数，ωi表示列车i在全 线的停站数量，其中，ωi的计算公式如下所示：
[0229][0230]
其中，当列车i在车站r停车时，ζi(r)的值为1，否则ζi(r)的值为0。
[0231]
优选地，上述生成子模块1424，包括：
[0232]
构建单元14241，用于基于上述乘客旅行时间、上述列车运行时间和上述列车全线 平均载客率构建虚拟编组列车运行优化函数。
[0233]
具体地，上述目标函数的计算公式如下：
[0234][0235]
上式中，t
p
表示乘客旅行时间，tc表示列车运行时间，表示列车全线平均载客率， minz表示虚拟编组列车运行优化模型的目标函数。
[0236]
约束单元14242，用于将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为上述虚 拟编组列车运行优化函数的约束条件。
[0237]
具体地，将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为上述目标函数的约束 条件；其中，保证任意两站都至少有同一列车停靠，从而满足全线乘客的出行需求，进 而全线乘客的出行需求的约束条件表示为：
[0238][0239]
每辆列车的平均载客率的约束条件表示为：
[0240][0241]
求解单元14243，用于利用遗传算法对上述虚拟编组列车运行优化函数求解，生成 上述虚拟编组列车运行优化方案。
[0242]
具体地，目标函数决策变量为每辆车的停站变量数值，即ζi(1)，ζi(2)，
……
，ζi(n)， 利用遗传算法对目标函数求解，生成不同车辆的全线停站方案，即虚拟编组列车运行优 化方案。
[0243]
实施例3
[0244]
本实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，处理器用于读取存储器中存 储的指令，以执行上述任意方法实施例中的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化 方法。
[0245]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序 产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面 的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的 计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计 算机程序产品的形式。
[0246]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程 图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每 一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些 计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备 的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的 指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中 指定的功能的装置。
[0247]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定 方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指 令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框 或多个方框中指定的功能。
[0248]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算 机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或 其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框 图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0249]
实施例4
[0250]
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行 指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的一种轨道交通虚拟编组列车 运行方案的优化方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash
memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive， ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0251]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对 于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化 或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变 化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，包括：获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息；将所述线路信息、所述列车运行信息、所述列车车辆参数与所述客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，所述将所述线路信息、所述列车运行信息、所述列车车辆参数与所述客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案，包括：提取所述线路信息中相邻两站的站间距离、所述列车运行信息中列车发车间隔、列车停站变量数值和列车停站时间、所述列车车辆参数中列车平均运行速度与所述客流信息中出发车站至目的车站的乘客数量，并基于所述列车发车间隔、所述列车停站变量数值、所述列车停站时间、所述相邻两站的站间距离、所述列车平均运行速度和所述出发车站至目的车站的乘客数量，利用所述虚拟编组列车优化模型确定乘客旅行时间；基于所述相邻两站的站间距离、所述列车平均运行速度、所述列车停站时间和所述列车停站变量数值，利用所述虚拟编组列车优化模型确定列车运行时间；提取所述列车车辆参数中列车定员人数与所述客流信息中车站上车人数和车站下车人数，并基于所述列车停站变量数值、所述列车定员人数、所述车站上车人数和所述车站下车人数，利用所述虚拟编组列车优化模型确定列车全线平均载客率；基于所述乘客旅行时间、所述列车运行时间和所述列车全线平均载客率生成所述虚拟编组列车运行优化方案。3.根据权利要求2所述的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，所述基于所述列车发车间隔、所述列车停站变量数值、所述列车停站时间、所述相邻两站的站间距离、所述列车平均运行速度和所述出发车站至目的车站的乘客数量，利用所述虚拟编组列车优化模型确定乘客旅行时间，包括：基于所述列车停站变量数值与所述列车发车间隔确定乘客等车时间；基于所述列车停站变量数值与所述列车停站时间确定乘客损失时间；基于所述相邻两站的站间距离和所述列车平均运行速度确定乘客乘车时间；基于所述乘客等车时间、所述乘客损失时间、所述乘客乘车时间和所述出发车站至目的车站的乘客数量生成所述乘客旅行时间。4.根据权利要求3所述的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，所述基于乘客等车时间、所述乘客损失时间、所述乘客乘车时间和所述出发车站至目的车站的乘客数量生成所述乘客旅行时间，所述乘客旅行时间的计算公式如下所示：上式中，t
p
表示乘客旅行时间，n表示全线车站数量，x表示出发车站，y表示目的车站，ζ
i
(x)表示列车i在出发车站的停站变量数值，ζ
i
(y)表示列车i在目的车站的停站变量数值，h
x,y
(i,j)/2表示乘客等车时间，h
x,y
(i,j)表示列车发车间隔，表示乘客损失时
间，ζ
i
(r)表示列车i在车站r的停站变量数值，t
s
表示列车停站时间，表示乘客乘车时间，表示相邻两站的站间距离，v
avg
表示列车平均运行速度，m
x,y
表示出发车站至目的车站的乘客数量。5.根据权利要求2所述的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，所述基于所述列车停站变量数值、所述列车定员人数、所述车站上车人数和所述车站下车人数，利用所述虚拟编组列车优化模型确定列车全线平均载客率，包括：基于所述车站上车人数与所述车站下车人数确定列车出发时的载客量；基于所述列车停站变量数值、所述列车出发时的载客量与所述列车定员人数确定列车全线平均载客率。6.根据权利要求2所述的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，所述基于所述乘客旅行时间、所述列车运行时间和所述列车全线平均载客率生成所述虚拟编组列车运行优化方案，包括：基于所述乘客旅行时间、所述列车运行时间和所述列车全线平均载客率构建虚拟编组列车运行优化函数；将全线乘客的出行需求与每辆列车的平均载客率作为所述虚拟编组列车运行优化函数的约束条件；利用遗传算法对所述虚拟编组列车运行优化函数求解，生成所述虚拟编组列车运行优化方案。7.根据权利要求6所述的一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法，其特征在于，所述基于所述乘客旅行时间、所述列车运行时间和所述列车全线平均载客率构建虚拟编组列车运行优化函数，所述虚拟编组列车运行优化函数的计算公式如下：上式中，t
p
表示乘客旅行时间，t
c
表示列车运行时间，表示列车全线平均载客率，minz表示虚拟编组列车运行优化函数。8.一种轨道交通虚拟编组列车的运行方案优化装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息；生成模块，用于将所述线路信息、所述列车运行信息、所述列车车辆参数与所述客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器被配置用于调用所述计算机程序，执行如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种轨道交通虚拟编组列车运行方案的优化方法及装置，该方法包括：获取线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息，将线路信息、列车运行信息、列车车辆参数和客流信息均输入虚拟编组列车优化模型中，生成虚拟编组列车运行优化方案。本方法不仅可以有效提升线路运输效率，满足城市轨道交通不同时期的运输需求，还能有效缩短乘客旅行时间，提高轨道交通服务质量，对于城市轨道交通线路的规划建设具有指导意义。的规划建设具有指导意义。的规划建设具有指导意义。


技术研发人员：游婷 杨中平 林飞 钟志宏 孙湖 方晓春
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2023/1/13