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申请/专利权人：中国铁路设计集团有限公司

摘要：本发明公开了一种考虑客流需求特点的中长距离列车备选集两阶段生成方法，包括以下步骤：将整条线路划分为若干短距离区段；将中长距离客流OD的服务需求按照短距离区段分解；中长距离客流OD服务需求分解至短距离区段后，与原始短距离客流OD服务需求合并；基于合并后的需求，运用迭代拼接方法生成各短距离区段的备选集；根据原始中长距离客流OD服务需求，将各短距离区段的备选集择优组合生成满足需求的中长距离列车备选集。本发明考虑实际业务规则和列车开行规则，设计了中长距离列车备选集两阶段生成方法，通过将中长距离列车备选集生成分解至各短距离区段，将大规模复杂问题分解为若干子问题，有效提高了中长距离列车备选集生成的可操作性和高效性。

主权项：1.一种考虑客流需求特点的中长距离列车备选集两阶段生成方法，其特征在于：包括以下步骤：Ⅰ将整条线路划分为若干短距离区段；Ⅱ将中长距离客流OD的服务需求按照上述短距离区段分解；Ⅲ中长距离客流OD服务需求分解至短距离区段后，与原始短距离客流OD服务需求合并；Ⅳ基于合并后的需求，运用迭代拼接方法生成各短距离区段的备选集；Ⅴ根据原始中长距离客流OD服务需求，将各短距离区段的备选集择优组合生成满足需求的中长距离列车备选集；步骤Ⅰ将整条线路划分为若干短距离区段，具体如下：根据线路车站数量和列车起讫点车站分布情况，选取合适的列车起讫点车站作为分割点，将线路合理划分为若干短距离区段；步骤Ⅱ将中长距离客流OD的服务需求按照上述短距离区段分解，具体如下：将中长距离列车备选集的生成分解至各短距离区段进行，对应的跨区段客流OD需求分解至各短距离区段，以在短距离区段备选集的生成过程中将跨区段客流OD需求分段考虑在内；跨区段客流OD包括中长距离客流OD以及跨区段的短距离客流OD；步骤Ⅲ中长距离客流OD服务需求分解至短距离区段后，与原始短距离客流OD服务需求合并，具体如下：在对跨区段客流OD需求按照区段端点分解后，将各区段得到的分解客流OD需求与区段覆盖的短距离客流OD需求合并，合并结果为该区段备选集生成所需要的客流OD需求；步骤Ⅳ基于合并后的需求，运用迭代拼接方法生成各短距离区段的备选集，具体如下：各短距离区段的备选集生成采用基于迭代拼接思想的双循环方法，过程包括外层循环和内层循环；其外层循环包括初始化流程、对所有列车起讫点循环、对每个列车起讫点的备选集生成过程迭代循环、判断当前备选集是否满足要求；其内层循环基于列车段迭代拼接的思想，在外层循环对备选集生成过程的迭代控制下不断进行列车段的拼接，生成新列车段，并判断其是否为有效列车以及是否可加入到该列车起讫点的备选集中；步骤Ⅴ根据原始中长距离客流OD服务需求，将各短距离区段的备选集择优组合生成满足需求的中长距离列车备选集，具体如下：根据中长距离列车起讫点所覆盖的短距离区段的首尾连接情况，选择各短距离区段备选集中起点、终点或起终点为区段分割点的列车，枚举出该区段组合方案下所有可能的列车组合，每一种可能的列车组合即为一趟可能的中长距离列车；将枚举出的所有可能的列车组合作为中长距离列车备选集生成模型的解空间，通过求解模型即可获得该中长距离列车起讫点下的中长距离列车备选集；中长距离列车备选集生成模型包括目标函数，所述目标函数以生成的中长距离列车总里程长度最短和总停站数量最少为目标构建；基于短距离区段备选集的中长距离列车备选集生成模型构建方法如下：首先，以生成的中长距离列车总里程长度最短和总停站数量最少为目标，构建模型目标函数为： 式中，Gn为第n个短距离区段组合方案下可组合生成的所有中长距离列车集合，n∈[1,N]，N为短距离区段组合方案总数；Zn为第n个短距离区段组合方案下的长距离列车备选集生成模型目标；λ1、λ2为两个子目标加权系数；train表示短距离区段组合方案中对应中长距离列车集合中的具体列车，train∈Gn；xtrain表示Gn集合中的具体列车train是否被选择加入备选集；ltrain表示Gn集合中列车train的里程长度；htrain表示Gn集合中列车train的停站数量；然后，对生成的中长距离列车备选集应当满足的跨区段客流OD服务频率进行约束： 式中，Dn为第n个短距离区段组合方案所覆盖的跨区段客流OD集合，d是集合Dn中的元素；为0-1参数，表示Gn集合中的列车train是否能够服务跨区段客流ODd∈Dn；Fd为跨区段客流ODd的服务频率需求；为跨区段客流OD服务频率需求扩大参数；再后，对生成的中长距离列车备选集应当满足的各区间坐席数量进行约束： 式中，En为第n个短距离区段组合方案所覆盖的线路区间集合，e是集合En中的元素；为0-1参数，表示Gn集合中的列车train是否覆盖区间e∈En；ctrain为Gn集合中列车train的定员；Pd为跨区段客流ODd的客流量需求；为0-1参数，表示客流ODd是否覆盖区间e；为跨区段客流OD客流量需求扩大参数；再后，对生成的中长距离列车停站数量进行约束：式中，htrain表示Gn集合中列车train的停站次数；Htrain为Gn集合中列车train的最大停站次数；最后，决策变量约束：

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