虚拟编组条件下列车运行图编制方法、设备、介质及产品

本申请涉及城轨列车运行控制和行车组织，特别是涉及一种虚拟编组条件下的城轨列车运行图编制方法、设备、介质及产品。

背景技术：

1、城市轨道交通(以下简称城轨)具有运量大、快速、准时等特点，为乘客提供快速、准时、便捷的运输服务。随着城轨的飞速发展，乘客出行需求方面显现出一些特点。一方面，由于城轨开行的线路逐渐增多、线路长度增加，客流断点较多导致城轨客流空间不均衡性显著。另一方面，人口增加以及物质精神生活的逐渐丰富，形成了如早晚高峰形成的通勤客流、节假日探亲旅游客流等客流需求，造成客流时间分布的不均衡性明显。客流时间不均衡性导致早晚高峰时段运力“供不应求”，平峰时段“运力浪费”严重。客流空间不均衡性导致在客流断面较大的区间车厢满载率高，乘客舒适度降低；客流断面较小的区间车厢满载率低，造成运营公司成本浪费。

2、近年来，虚拟编组技术通过无线通信的信息交互和自动控制等技术，将两列及以上列车联挂后一体运行、并承担同一个输送任务。虚拟编组技术的优势在于列车单元之间不需要以车钩物理连接，能够在线路任意位置完成编组/解编作业，从而能够根据不同客流需求动态改变编组形式，实现客流与车流的精准匹配。列车运行图的编制技术作为城轨运营管理的一项关键技术具有重要作用，因此虚拟编组条件下的城轨列车运行图编制方法具有现实意义。

3、由于虚拟编组条件下的城轨列车运行图编制过程涉及的决策变量众多、约束条件复杂，目前尚无法实现虚拟编组条件下的城轨列车运行图自动编制。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法、设备、介质及产品，结合虚拟编组技术，根据客流分布灵活配置列车编组形式，构建了虚拟编组条件下列车运行图约束，实现了虚拟编组条件下的城轨列车运行图自动编制。

2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

3、第一方面，本申请提供了一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，包括：

4、获取虚拟编组条件下列车运行图编制所需的基本信息，其中，所述基本信息包括固定编组模式下运行图编制信息和虚拟编组模式下运行图编制信息；所述固定编组模式下运行图编制信息具体包括：线路拓扑结构信息、各车辆段的存车数量、列车车厢最大容量、历史客流出行数据、第一区间运行时间要素、第一停站时间要素、各站台列车发车和到达的最短间隔时间以及在各折返站台的第一最短折返时间，所述第一区间运行时间要素包括固定编组模式下各站台的最短运行时间和最长运行时间，所述第一停站时间要素包括固定编组模式下各区间的最短停站时间和最长停站时间；所述虚拟编组模式下运行图编制信息具体包括：站台长度、第二区间运行时间要素、第二停站时间要素、在各折返站台的第二最短折返时间和虚拟编组/解编作业时间，所述第二区间运行时间要素包括虚拟编组模式下各站台的最短运行时间和最长运行时间，所述第二停站时间要素包括虚拟编组模式下各区间的最短停站时间和最长停站时间；

5、根据所述基本信息确定二元变量集合，其中，所述二元变量集合用于表征前后相邻的两列车在各站台时是否处于虚拟编组运行状态；

6、根据所述二元变量集合，构建虚拟编组条件下的列车运行约束集合，其中，所述列车运行约束集合包括：列车追踪间隔动态变化约束、列车区间运行时间约束、大小交路模式下的车底周转约束、列车停站时间约束、列车折返时间约束和最大列车编组长度约束；

7、基于所述列车运行约束集合，以最小化第一数值作为目标函数，构建虚拟编组条件下的列车运行图编制模型，其中，所述第一数值为线路的运力和运量之差的绝对值；

8、对所述列车运行图编制模型求解，得到各计划车次运行数据集；

9、根据各所述计划车次运行数据集和虚拟编组条件下的第一信息，绘制虚拟编组条件下的列车运行图，其中，所述第一信息包括车次号格式和运行线线型。

10、第二方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述第一方面中任一项所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法的步骤。

11、第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法的步骤。

12、第四方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法的步骤。

13、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

14、本申请提供了一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法、设备、介质及产品，通过获取虚拟编组条件下列车运行图编制所需的基本信息；根据基本信息确定二元变量集合；根据二元变量集合构建虚拟编组条件下的列车运行约束集合；基于列车运行约束集合，以最小化运力与运量之差的绝对值为目标函数，构建了虚拟编组条件下的列车运行图编制模型；求解模型得到计划车次运行数据集，配置虚拟编组条件下车次号格式、运行线线型等信息，实现了虚拟编组条件下列车运行图的自动铺画。

1.一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，所述列车运行图编制方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，对于每一所述二元变量集合，包括第一二元变量和第二二元变量，其中，所述第一二元变量用于表征前后相邻的两城轨列车到达站台时是否处于虚拟编组运行状态，所述第二二元变量用于表征前后相邻的两城轨列车从站台发车时是否处于虚拟编组运行状态。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，所述列车追踪间隔动态变化约束的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，所述列车区间运行时间约束的表达式为：

5.根据权利要求1所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，所述最大列车编组长度约束的表达式为：

6.根据权利要求1所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，所述目标函数的表达式为：

7.根据权利要求1所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法，其特征在于，所述计划车次运行数据集包括：计划车次在各站台是否编组/解编、计划车次在站台的到达时间和出发时间、计划车次之间的车底周转关系、计划车次是否从车辆段发出、计划车次是否返回车辆段以及计划车次是否在各站台停站服务。

8.一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-7中任一项所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的一种虚拟编组条件下列车运行图编制方法的步骤。