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申请/专利权人：中国铁路设计集团有限公司

摘要：本发明属于轨道交通工程设计技术领域，公开了一种市域郊铁路开行大站快车的线路通过能力计算方法及系统；本发明通过构建时空网络，刻画在市域郊铁路上运行大站快车和站站停列车的空间位置和时间定位，在考虑越行站选择、行车间隔、停站时间、站站停列车被大站快车越行次数、大站快车开行比例、各站越行线设置工程投资、大站快车不停靠车站等相互制约关系，构建多目标数学规划模型，精确计算大站快车和站站停列车在各车站的出发时刻、到达时刻和通过时刻，在此基础上，进一步得到市域郊铁路开行大站快车的线路通过能力。本发明还解决了开行大站快车条件下越行线排布的技术难题，极大的提高了设计质量和效率。

主权项：1.一种市域郊铁路开行大站快车的线路通过能力计算方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤1：判断大站快车停靠车站和不停靠车站；基于研究年度客流预测结果以及换乘车站分布，结合线路车站集合、各站名称及顺序、判断大站快车运行是否停靠车站，若停靠，，否则，；步骤2：时空网络构建；基于线路车站名称及顺序、车站间距，将各车站表示为网络节点、车站之间的线路表示为连接弧，并进一步将各车站分割为两个节点，每一车站的两个节点间用等待弧连接；同时，将2个小时按照5秒钟的最小时间间隔进行分割，并将第5秒、10秒、…、7200秒表示为时间节点，构成时间节点集合，节点间的时间延续表示为时间弧，从而构建时空网络；时空网络上的节点集合，任一时空节点，；时空网络上的时空弧集合，任一时空弧，；其中，和表示两个不同的空间节点，和表示两个不同的时间节点，和表示两个不同的时空节点，时空弧连接了这两个时空节点；步骤3：获取参数；包括：列车区间运行时分、列车开行集合、大站快车开行比例、站站停列车被大站快车越行次数、修小行车间隔、最小停站时间、大站快车各不停靠站设置越行线的工程投资；其中，，，；（1）步骤4：搭建基于时空网络的通过能力计算数学规划模型；基于时空网络的通过能力计算数学规划模型，包括决策变量、目标函数、以及约束条件；所述决策变量包括：、、；其中，所述决策变量表示列车是否在时间从车站出发并在时间到达车站，若是取1，否则取0；所述决策变量表示是否在车站设置越行线，若是取1，否则取0；所述决策变量表示在时间从起始站出发且在时间到达终点站的大站快车是否越行在时间从起始站出发且在时间到达终点站的站站停列车，若是取1，否则取0；所述目标函数是以通过能力最大化和越行线设置工程投资最小化，其中通过能力最大化基于时空网络转化为所有列车在时空网络中的走行时间最小化，所述目标函数如公式（2）和（3）所示：公式（2）为：（2）式中：表示所有列车在时空网络上的走行时间总和，单位为秒；表示列车在始发站的等待的权重；表示从时空节点到时空节点的走行时间，表示从时空节点到时空节点的时空弧是否被列车选择；公式（3）为：（3）其中，表示所有越行线设置的工程投资总和，单位为万元；所述约束条件包括：时空网络任一节点列车流平衡、站站停列车的停站时间约束、大站快车的停站时间约束、大站快车不停靠车站与越行线设置车站的相互约束、列车安全运行的最小行车间隔约束、站站停列车被大站快车越行次数约束、决策变量相互制约关系；步骤5：基于Pareto最优求解策略；首先仅考虑目标函数公式（3）作为规划模型的目标函数进行求解，得到在工程投资最小化的通过能力和越行线排布方案，然后将工程投资最小化的目标进行转化并将其加入到所述数学规划模型中，具体转化形式如下： （4）其中，表示仅考虑单目标函数公式（2）条件下求解所述数学规划模型的最优目标值，表示决策者对越行线设置最小工程投资的偏离程度，，为决策者对配线设置最小工程投资的最大偏离程度；然后通过调节值，求得相应的近似Pareto前沿，便于决策者选择满意方案。

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