專利名稱：一種減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地鐵運營管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
目前，我國處于社會經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的關(guān)鍵時期，城市規(guī)模不斷擴大，私家車擁有量迅猛增加，隨之而來的是日益嚴(yán)重的城市交通擁堵問題。大力發(fā)展公共交通已經(jīng)成為緩解城市擁堵、交通污染等問題的重要途徑，而地鐵以其準(zhǔn)時率高、運量大、舒適和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點得到了廣泛認可，得到了越來越多城市的青睞。地鐵線網(wǎng)能夠形成城市公共交通的骨干網(wǎng)，但卻無法與所有的出行OD點重合，不能給乘客提供“門到門”的出行服務(wù)，為了提高地鐵運營服務(wù)的使用率，就需要考慮地鐵線路之間的換乘。地鐵線路之間的換乘客流組織方式有通道換乘、同臺換乘、站外換乘等,其中以通道換乘方式居多。通道換乘指在兩線交叉處，兩條線路的站臺通過連接通道和樓梯連接以供乘客換乘。在地鐵運營高峰時段，地鐵列車的發(fā)車班次密集,乘客換乘等待時間較短，換乘站不需要進行列車發(fā)車時刻的協(xié)調(diào)優(yōu)化。而在非高峰時段，地鐵列車的發(fā)車間隔較長，乘客換乘等待時間長。針對地鐵非高峰時段通道換乘這種情況，運營公司并沒有根據(jù)換乘乘客步行時間和兩條線路發(fā)車間隔協(xié)調(diào)優(yōu)化兩條線路列車的發(fā)車時間，仍然是采用傳統(tǒng)的方法依據(jù)客流來安排發(fā)車時間，這大大增加了換乘乘客等待的時間，對出行的便捷性、舒適性產(chǎn)生了不利影響，削弱了地鐵的吸引力，成為城市公共交通發(fā)展的重要制約因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)`中存在的不足，針對非高峰時段地鐵兩條地鐵線路交叉的通道換乘站，提供了一種減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法，該方法綜合考慮了換乘乘客在通道內(nèi)的換乘步行時間和列車原有的發(fā)車班次后，對兩條地鐵線列車的發(fā)車時間進行優(yōu)化，盡量在乘客步行至換乘站臺的同時使需換乘列車進站，并且保持原有的班次不變，這樣既可以縮短乘客的換乘時間，從而讓乘客優(yōu)先考慮地鐵出行，緩解城市道路擁擠的大問題，同時，也不會額外增加地鐵運營公司的運營費用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方法如下:一種減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法，包括以下步驟:步驟1、在設(shè)定研究時段內(nèi)，采集各線路班次和到站間隔:設(shè)相交于通道換乘車站S的兩條地鐵線路分別為a號線和b號線，a號線上下行方向線路分別為線路一和線路二，b號線上下行方向線路分別為線路三和線路四，所述通道換乘車站指在兩條地鐵線交叉處，兩條地鐵線路的站臺通過連接通道和樓梯連接以供乘客換乘的地鐵站，選取研究開始時間A和結(jié)束時間B，所述研究時段總長為T，T大于30分鐘；分別設(shè)研究時段內(nèi)線路一，線路二，線路三和線路四列車到達車站S的班次數(shù)為1、J、K、L，線路一、線路二、線路三以及線路四列車到達車站s的平均間隔為巧 αΓ2, E和瓦；步驟2、計算兩站臺乘客換乘步行時間之和，記為C:C=W1+W2，其中W1為換乘乘客從a號線站臺至b號線站臺所需步行時間，W2為從b號線站臺至a號線站臺所需步行時間；步驟3、根據(jù)兩線路平均到站間隔及兩站臺乘客換乘步行時間之和之間的比值判斷是否進行發(fā)車時間的優(yōu)化:分別計算a號線和b號線上下行列車在車站S的平均
到站間隔XT和W: ττα = ^ψ^，Μ: =;分別計算KT 與C的比值ra，rb:
T=[IFa/c] , % = [A^/C],其中“ 口 ”運算符表示對計算結(jié)果四舍五入到整數(shù)位；如果ra或
rb等于0，則表示優(yōu)化前的列車發(fā)車間隔較短，乘客的換乘等待時間不長，無需對發(fā)車時刻進行優(yōu)化，結(jié)束本優(yōu)化過程，否則表示需要發(fā)車時刻進行優(yōu)化，進入步驟4 ；步驟4、優(yōu)化研究時段內(nèi)線路一至線路四列車的發(fā)車班次和到達車站S的時間，具體步驟為:步驟4-1、令初步優(yōu)化的a號線上下行列車在車站S的到站間隔相等，間隔長度為Ca，Ca=CXra，令初步優(yōu)化的b號線上下行列車在車站S的到站間隔相等，間隔長度為Cb，Cb=CXrb ；步驟4-2、用表示線路一在研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化后的第i班列車到達車站S的時間，t2表示線路二在研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化后的第j班列車到達車站S的時間，t3，k'表示線路三在研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化后的第k班列車到達車站S的時間，t4表示線路四在研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化后的第I班列車到達車站S的時間；令線路一和線路二在研究時段內(nèi)第一班到達車 站S的列車到站時間相同，即=t2，且該時間等于優(yōu)化前研究時段內(nèi)線路一第一班到達車站S的列車到站時間，研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化的到達車站S的線路一和線路二的列車班次Γ和J'相同:r =J' =<)/Ca>+l=〈(B-t2，/ )/Ca>+1，其中“〈>”運算符表示對計算結(jié)果取整數(shù)，初步優(yōu)化的線路一第i班列車到達車站s的時間Iai'為第1-Ι班列車到站時間tm)'加(^,即=t1； (i_D ; +Ca, (i=2, 3...Γ ),初步優(yōu)化的線路二第j班列車到達車站s的時間t2，j/為第j-Ι班列車到站時間t2，/力口CaJPt2,/ =t2,(j_D' +Ca，(j=2，3…J')，用集合 It1,/ }和 It2,/ }分別表示研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化的線路一和線路二列車到達車站s的時間，( =1, 2...Γ，j=l，2…Γ );令線路三和線路四在研究時段內(nèi)第一班到達車站S的列車到站時間相同，即t3=t4，且該時間等于h，/加 ，即t3，/ =t4，/ +W1,研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化的到達車站s的線路三和線路四的列車班次 K'和 L'相同:K' =L' =〈(B-t3，/ )/Cb>+l=〈(B-t4，/ )/Cb>+l,初步優(yōu)化的線路三第k班列車到達車站s的時間t3，k'為第k-Ι班列車到站時間t3，(k_D /加Cb,即t3，k' =t3； (k-D ; +Cb, (k=2, 3...Κ/ ),初步優(yōu)化的線路四第I班列車到達車站S的時間 tj 為第 1-1 班列車到站時間 tuH)'加 Cb,即 tj =t4； (1_d ; +Cb, (1=2，3...L'),用集合lt3，k' }和{&/ }分別表示研究時段內(nèi)經(jīng)初步優(yōu)化的線路三和線路四列車到達車站s 的時間，(k=l，2…K'，1=1，2…L')。步驟5、以優(yōu)化前后各線路列車班次相同為目標(biāo)，調(diào)整步驟4得到的線路一至線路四列車的發(fā)車班次和到達車站S的時間:若優(yōu)化后列車班次大于優(yōu)化前班次，則減少初步確定的發(fā)車班次，若優(yōu)化后列車班次小于優(yōu)化前班次，則增加初步確定的發(fā)車班次，經(jīng)調(diào)整后最終確定研究時段內(nèi)各線路列車到達車站S的時間，具體步驟為:步驟5-1、判斷研究時段內(nèi)優(yōu)化前后線路一到達車站s的班次I和Γ，如果Γ =1，則最終優(yōu)化得到的線路一列車到達車站S的時間集合= };如果?！碔，則需增加(Ι-Γ )班線路一列車，增加的第η列列車到達車站S的時間tn比It1^ }中
權(quán)利要求
1.一種減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟1、在設(shè)定研究時段內(nèi)，采集各線路班次和到站間隔:設(shè)相交于通道換乘車站S的兩條地鐵線路分別為a號線和b號線，a號線上下行方向線路分別為線路一和線路二，b號線上下行方向線路分別為線路三和線路四，所述通道換乘車站指在兩條地鐵線交叉處，兩條地鐵線路的站臺通過連接通道和樓梯連接以供乘客換乘的地鐵站，選取研究開始時間A和結(jié)束時間B，所述研究時段總長為T，T大于30分鐘；分別設(shè)研究時段內(nèi)線路一，線路二，線路三和線路四列車到達車站S的班次數(shù)為1、J、K、L，線路一、線路二、線路三以及線路四列車到達車站S的平均間隔為
2.如權(quán)利要求1所述減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟I中:所述研究時段應(yīng)在地鐵運營的非高峰時段內(nèi)，非高峰時段可根據(jù)地鐵列車實際載客量與地鐵列車額定載客量的比值確定，當(dāng)?shù)罔F列車實際載客量與地鐵列車額定載客量的比值小于50%時，認為此時為地鐵運營的非高峰時段。
3.如權(quán)利要求1所述減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟6中:技術(shù)人員根據(jù)歷史數(shù)據(jù)設(shè)定研究時段內(nèi)四條線路不同班次從始發(fā)站至車站s途徑的各個車站的停車等待時間，而列車在途中的行駛時間為定值，將各線路不同班次停車時間和途中行駛時間相加得到線路一，線路二，線路三和線路四不同班次列車從各自始發(fā)站到車站s的行程時間du, d2，j, d3，k和(I41, i, j, k, I表示班次，(i=l, 2...I,j=l，2…J，k=l，2…K，1=1，2...υ，最終得到研究時段內(nèi)優(yōu)化后線路一第i班列車的發(fā)車時間(i=l, 2…I),線路二第j班列車的發(fā)車時間f2，j=t2，j_d2，j,(」=1，2吣了)，線路三第k班列車的發(fā)車時間f3，k=t3，k`_d3，k，(k=l, 2…K)和線路四第I班列車的發(fā)車時間f4,l=t4,l_d4,l (1 = 1, 2...L)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少通道換乘站換乘時間的地鐵發(fā)車時刻優(yōu)化方法，步驟是在設(shè)定研究時段內(nèi)，采集各線路班次和到站間隔；計算兩站臺乘客換乘步行時間之和；根據(jù)兩線路平均到站間隔及兩站臺乘客換乘步行時間之和之間的比值判斷是否進行發(fā)車時間的優(yōu)化；優(yōu)化研究時段內(nèi)線路一至線路四列車的發(fā)車班次和到達車站S的時間；以優(yōu)化前后各線路列車班次相同為目標(biāo)，調(diào)整上步得到的線路一至線路四列車的發(fā)車班次和到達車站S的時間。本方法可以盡量保證在乘客步行至換乘站臺的同時使需換乘列車進站，并且保持原有的班次不變，這樣既可以縮短乘客的換乘時間，提升了地鐵的吸引力，緩解由私家車引起的交通擁堵問題，也不會額外增加地鐵運營公司的運營費用。
文檔編號B61L27/00GK103241268SQ20131016594
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月7日
發(fā)明者王煒, 丁浩洋, 楊敏, 趙德 申請人:東南大學(xué)