CN114132363B - 基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，该方法在对各线各站进出站客流量进行预测分析的基础上，清分推演客流在各线各站各列车上的动态分布状态，精细化预测分析不同阶段的运力运量的匹配情况；根据网络客流时空分布特征，编制运输方案；以运输方案为基础输入，以自动化列车运行图编制为目标，对列车运行图编制的主要工作进行分解；通过客流与运行线精准匹配自适应调整阶段后，按照时间顺序进行列车交路的勾画，根据线路对应的生成规则进列车车次的自动生成，完成列车运行图的绘制。本发明以期为常态化运输组织提供方法支撑，为后续提高运营服务水平和智慧城轨的建设运营提供借鉴。

Description

基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通规划与管理领域，尤其涉及一种基于客流时空状态精细 化分析的列车运行图编制方法。

背景技术

作为相对人流密集、空间密闭的城市大运量交通方式，城市轨道交通系统的疫情防控 工作将极具挑战性。面对严峻的疫情防控形势和快速增长的复工复产客流需求，如何分析 研判客流增长趋势及其分布，进而识别线网中的运力瓶颈，进而针对性开展运力资源的精 准配置，减少或消除列车人员拥挤状况及疫情传播风险。

国内外对运行图优化的理论研究较多，为运行图编制工作奠定了理论基础， 但是由于理论模型假设性强、约束条件不够具体，尚难以完全应用到运行图编制 实践，特别是针对重大突发事件期间特殊目标约束前提。本发明主要对疫情期间 不同阶段客流需求分布进行分析研究，进而探讨精准运力配置方案及超常超强列 车运行图的编制方法，以期为常态化运输组织提供方法支撑，为后续提高运营服 务水平和智慧城轨的建设运营提供借鉴。

发明内容

针对上述问题，本发明优化线网运力资源配置和线网客流分析调度，制定精 准的“超常超强”运输组织应对措施，大幅提升了网络运输能力，不仅最大程度 降低了高峰小时列车满载率，降低了疫情传播风险，而且实现了降本增效，取得 了“多、快、好、省”的综合成效。本发明具体采用如下技术方案：

一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，该方法包括如下 步骤：

(一)客流时空状态精细化分析，采用客流-车流耦合驱动的多智能仿真分 析预测模型，在对各线各站进出站客流量进行预测分析的基础上，进而预测全网 OD客流分布，清分推演客流在各线各站各列车上的动态分布状态，精细化预测 分析不同阶段的运力运量的匹配情况；

(二)编制运输方案，运用有限的网络配线资源和车辆基地，根据网络客流 时空分布特征，制定分时交路与运行方案、分时段停站方案、首末班车方案、分 时开行列车数方案、分时快车方案，形成列车多交路运行、双向不平衡运行、低 速高密度折返和大站快车、越行快车、库线出车、压缩站停时间方式；

(三)编制运行图，以运输方案为基础输入，以自动化列车运行图编制为目 标，对列车运行图编制的主要工作进行分解，具体分为基础列车运行线铺画、客 流与运行线精准匹配自适应；

(四)列车接续交路勾画及车次生成，通过客流与运行线精准匹配自适应调 整阶段后，按照时间顺序进行列车交路的人工勾画，或者计算机自动勾画，根据 线路对应的生成规则进列车车次的自动生成，完成列车运行图的绘制。

优选地，步骤(一)采用的具体步骤为：

(1)断面客流统计分析

初始化断面客流统计参数，统计参数包含各序列分时间隔长度、统计开始时 刻、统计结束时刻，统计分时断面客流如下：

其中，为时段划分序列i的t时段区间e上的断面客流量；a_e,m为从m时 刻开始的5min粒度断面客流量；

(2)进站客流统计分析

根据断面客流分析所得到的时段划分序列，统计固定时段划分序列下的各车 站进站客流，输出分时进出站客流量统计结果并记录最早、最晚进出站时刻：

其中，q_s,tt为时段车站s上的进出站客流量；a_s,m为以m时刻开始的5min 粒度进出站客流量；

(3)换乘客流统计分析

根据断面客流分析所得到的时段划分序列，统计分时分方向的换乘客流和分 时换乘站换乘客流，依据各换乘车站分时换乘客流量大小进行分时换乘站重要度 排序，同时针对某一换乘站，根据换乘站各方向换乘客流量进行重要换乘方向标 记：

其中，为t时段换乘车站s的d换乘方向上的换乘客流量；/>为在m时 刻开始的换乘站s的d换乘方向上5min粒度换乘客流量；q_s,t为t时段换乘车站 s的换乘客流量；

优选地，步骤(二)采用的具体步骤为：

(1)首末班车方案制定

以线网主要衔接线路首末班车方案为主要输入，加载本线与主要衔接线路的 分方向换乘客流、换乘站进出站客流并进行统计，进行首末班车基准车站的确定：

S＝argmax{IP_s+TP_s}#

式中，s为车站索引，IP_s为车站s的进站客流量，IP_s为车站s与主要衔接线 路的换乘客流量；

在确定首末班车基准车站后，加载首末班车运行标尺与停站标尺，以线路车 辆段最早发车、最晚收车时刻，换乘站各线路首末班车衔接情况为约束，进行首 末班车时刻表推算，最终经人工确认，完成首末班车方案输出；

(2)分时分方向的交路与运行方案制定

以分时段面客流统计分析结果与线路折返站和车辆段分布位置情况为输入， 结合客流特性分析结果判断该时段是否具备开行大小交路的条件，并确定时段开 行交路集合，以可行交路集合为基础进行包含基础交路的排列组合，计算各交路 组合形式下时段客流分布匹配情况

式中：e为区段索引；r为交路索引；u_e为某时段断面e的断面客流量；u_min为 某时段客流最少断面的断面客流量；为交路r是否覆盖断面e，是取1，否则 为0；n_min为线路中被最少交路覆盖的交路数量；

确定唯一的分时交路组合后，按照组合交路内容进行客流统计，依据统计结 果，结合断面满载率及开行间隔约束，确定交路组合开行比例；

(3)分时段的停站方案制定

依据基础停车作业时分与上下车客流计算各时段停站时分

式中：sT_s,t为时段t车站s的停站时间；P_s,t为时段t车站s的平均上下车人 数；为时段t是否为高峰时段，是取1，否则为0；λ_peak为超高峰小时系数；

(4)分时开行列车数方案制定

进行断面客流时间不均衡分析，计算主要运营时段的时间不均衡系数：

式中，TC为主要运营时段的时间不均衡系数，P_max为主要运营时段最大断 面客流量，P_max,t为t时段的最大断面客流量，N为运营时段个数；

计算分时分方向分交路列车开行间隔

计算分时列车满载率

式中，为高峰时段t内方向为d的列车开行间隔，/>为时段t内方向 为d的最大断面客流量，C为列车定员，L_t为时段t的列车期望满载率，I_min为 列车最小开行间隔，I_max为列车最大开行间隔，/>为时段t内方向为d的列车平 均满载率；

(5)分时快车方案

以分时断面客流统计分析结果与分时分方向分交路开行列车数方案为输入， 结合线路车站越行线配置情况，以时段快慢车开行比进行时段运能损失与客流的 空间疏解效果利弊分析，确定是否需要制定大站快车方案，如果不需要，则完成 运输方案制定；否则，依据分时断面客流不均衡行分析结果与车站越行线配置情 况，确定大站快车运行方案，根据越行位置与运行与停站时间，反算大站快车开 行比例和开行间隔，最终完成分时分方向分交路停站方案制定。

优选地，步骤(三)采用的具体步骤为：

(1)基础列车运行线铺画

根据车辆段、停车场联络线接入位置，结合各方向从出段至折返站接续的运 行时间，进行过渡时段的确定，并进行过渡时段列车运行线铺画。依据高峰以及 过渡时段的开始结束时间，进行平峰时段修正与平峰列车运行线的铺画，完成包 括高峰时段、过渡时段、平峰时段在内的基础列车运行线的铺画；

(2)客流与运行线精准匹配自适应

以基础列车运行线铺画方案为输入，输入运行图刚性约束，借助运行图调整 算法进行约束自适应下的列车运行图自动调整，计算在刚性约束下精确到列车的 运行线调整范围，以断面客流为输入，在运行线刚性调整，通过客流自适应调整， 完成基础列车运行方案的优化。

优选地，步骤(二)中所述空间疏解效果利弊分析具体为：

首先依据客流断面不均衡性分析确认，当时段t的列车运行至断面e时，列 车满载率超过该断面后续车站的停站阈值，确认时段t是否需要开行大站快车；

根据分时分方向分交路开行列车数方案，以时段t的行车密度为输入，进行 多种快慢车开行比例下，时段运输能力扣除与开行效益的进行综合比选，确认是 否开行大站快车。

优选地，步骤(三)中所述借助运行图调整算法进行约束自适应下的列车运 行图自动调整的具体方式为：

判断是否需要进行列车调整，如果需要调整，依据下述运行图调整算法公式， 在可调范围内抛出调整量，再次进行列车调整判断，直至结束调整：

式中，为时段t上行列车u列车移动量，/>为上行列车u离开折返站的出发 时刻，/>为下行列车d到达折返站的到达时刻，TI_t为时段t的列车行车间隔时 间。

附图说明

图1是本发明的总体流程图。

图2是断面客流统计分析图。

图3是进出站客流统计分析图。

图4是换乘客流统计分析图。

图5是运输方案编制流程图。

图6是首末班车方案制定流程图。

图7是分时分方向的交路与运行方案制定流程图。

图8是交路组合确定流程图。

图9是分时分方向分交路开行列车数方案制定流程图。

图10是分时分方向分交路停站方案制定流程图。

图11是运行图编制流程图。

图12是基础列车运行线铺画流程图。

图13是客流与运行线精准匹配自适应调整流程图。

图14是列车接续交路勾画及车次生成流程图。

具体实施方式

本发明的总体流程如图1所示。

(一)客流时空状态精细化分析

分析预判疫情期间的客流变化特点，掌握客流分布变化规律，是城市轨道交 通部分开展精准疫情防控的基础。本发明以实际的全网分时OD数据为输入，结 合列车时刻表数据，采用客流-车流耦合驱动的多智能仿真分析预测模型，在对 各线各站进出站客流量进行预测分析的基础上，进而预测全网OD客流分布，清 分推演客流在各线各站各列车上的动态分布状态，精细化预测分析不同阶段的运 力运量的匹配情况，精准把握网络客流时间和空间分布规律，为精准运力投放提 供基础依据。

(1)断面客流统计分析

断面客流作为地铁运力投放的重要依据，只有对断面客流进行充分完备的分 析才能实现运力的精准投放。针对不同线路的不同客流特征进行全天运营时段的 精准划分,进而以精准时段划分为基础的时段最大客流断面确定(分时分方向)。

具体解决流程如图2所示，以5min断面客流为输入进行断面客流统计分析， 首先进行断面客流统计参数初始化，统计参数包含各序列分时间隔长度、统计开 始时刻、统计结束时刻，以公式1-1为基础进行分时断面客流统计，依据高峰断 面客流量大小为时段划分最优判断条件，经过比选判断是否需要调整客流统计参 数，如无需调整则输出固定时段划分下的断面客流统计结果，并输出时段内最大 客流断面信息。

式中：

——时段划分序列i的t时段区间e上的断面客流量

a_e,m——从m时刻开始的5min粒度断面客流量

(2)进站客流统计分析

进站客流统计分析是在断面客流分析确定了时段划分序列后进行的线网各 车站进站客流统计。

具体解决流程如图3所示，根据断面客流分析所得到的时段划分序列，以 5min进出站客流数据为输入，以公式1-2为基础统计固定时段划分序列下的各 车站进站客流，输出分时进出站客流量统计结果并记录最早、最晚进出站时刻， 作为后续运输方案各阶段编制的基础。

式中：

q_s,t——t时段车站s上的进站(出站)客流量

a_s,m——以m时刻开始的5min粒度进站(出站)客流量

(3)换乘客流统计分析

换乘客流统计分析是在断面客流分析确定了时段划分序列后进行的线网各 换乘车站各换乘方向的换乘客流统计。

具体解决流程如图4所示，根据断面客流分析所得到的时段划分序列，以 5min换乘客流数据为输入，以公式1-3为基础进行分时分方向的换乘客流统计， 以公式1-4为基础进行分时换乘站换乘客流统计，依据统计结果输出分时换乘客 流统计结果，依据各换乘车站分时换乘客流量大小进行分时换乘站重要度排序， 同时针对某一换乘站，根据换乘站各方向换乘客流量进行重要换乘方向标记，作 为后续运输方案各阶段编制的基础。

式中：

——t时段换乘车站s的d换乘方向上的换乘客流量

——在m时刻开始的换乘站s的d换乘方向上5min粒度换乘客流量

q_s,t——t时段换乘车站s的换乘客流量

(二)运输方案编制

精准运用和配置网络资源的具体体现为运输方案的制定，运输方案制定包括： 分时交路与运行方案、分时段停站方案制定、首末班车方案制定、分时开行列车 数方案、分时快车方案，运输方案编制流程如图5所示。

运用有限的网络配线(联络线、库线、折返线、越行线)资源和车辆基地， 根据网络客流时空分布特征，分时交路方案、停站方案、列车开行方案的不同组 合模式可形成列车多交路运行、双向不平衡运行、低速高密度折返和大站快车、 越行快车、库线出车、压缩站停时间等方式，进而实现网络资源精准高效配置。

(1)首末班车方案制定

首末班车作为线路开始与结束运营的标志，确定了线路的运营时间。合理的 首末班车时间不仅可以提升路网的可达性，还可以有效降低乘客的换乘等待时间， 提升服务质量。

具体解决流程如图6所示，以线网主要衔接线路首末班车方案为主要输入 (北京地铁2号线)，加载本线与主要衔接线路的分方向换乘客流、换乘站进出 站客流并进行统计，进行首末班车基准车站的确定，主要确定原则如式2-1所示。 在确定首末班车基准车站后，加载首末班车运行标尺与停站标尺，以线路车辆段 最早发车、最晚收车时刻，换乘站各线路首末班车衔接情况为约束，进行首末班 车时刻表推算，最终经人工确认，完成首末班车方案输出。

S＝argmax{IP_s+TP_s}#(式2-1)

式中：

s——车站索引

IP_s——车站s的进站客流量

TP_s——车站s与主要衔接线路的换乘客流量

(2)分时分方向的交路与运行方案制定

当客流在空间和时间上具有明显的不均衡分布时，为了满足客流特性节约运 能，需要制定非单一交路的列车交路方案。以线路设施设备能力(包含车辆段的 相对位置、接入方式)为基础，以线路分时客流特性为输入，通过制定合理的列 车交路计划，提升地铁运营服务水平。

①主要解决方案如图7所示，以分时段面客流统计分析结果与线路折返站和 车辆段分布位置情况为输入，结合客流特性分析结果判断该时段是否具备开行大 小交路的条件，并确定时段开行交路集合。

②具体确定流程如图8所示，依据线路车站折返情况进行运行交路的枚举作 为备选交路集合，根据行车组织原则对备选交路集合进行筛选，得到可行交路集 合。以可行交路集合为基础进行包含基础交路(大交路)的排列组合，分别计算 各交路组合形式下时段客流分布匹配情况，评价参数计算公式如式2-4所示，评 价计算结果越小则认为交路与客流匹配程度越高，确定最终交路组合。

式中：

e——区段索引

r——交路索引

u_e——某时段断面e的断面客流量(单位：人)

u_min——某时段客流最少断面的断面客流量(单位：人)

——交路r是否覆盖断面e，是取1，否则为0

n_min——线路中被最少交路覆盖的交路数量

③确定唯一的分时交路组合后，按照组合交路内容进行客流统计，依据统计 结果，结合断面满载率及开行间隔约束，确定交路组合开行比例(1:1或1：2 的大小交路比)。最终交路开行方案内容如表2-1所示。

表2-1分时分方向交路方案

(3)分时段的停站方案制定

各时段停站时分依据基础停车作业时分与上下车客流进行停站时分计算，计 算公式如2-3所示。基础停车作业时分为15s。乘客有效乘降时间上下限：为保 证乘客有效上下车时间，下限取值3秒，上限取值为各线保证最小追踪间隔的时 间。

式中：

sT_s,t——时段t车站s的停站时间(单位：s)

P_s,t——时段t车站s的平均上下车人数(单位：人)

0.6——客流上下车速度(人/s)

——时段t是否为高峰时段，是取1，否则为0

λ_peak——超高峰小时系数

(4)分时开行列车数方案制定

分时分方向分交路开行列车数方案在满足列车运行最大最小间隔时间的基 础上，依据分时最大断面客流量，确定各时段上下行列车的开行间隔时间，从而 做到精准的运力投放。

具体解决流程如图9所示，以分时断面客流统计分析结果为输入，进行行车 参数手动设置，包含线路最小行车间隔、线路主要运营时段最大行车间隔、非主 要运营时段最大行车间隔、主要运营时段断面期望满载率、非主要运营时段断面 期望满载率。依据分时断面客流量，确定主要运营时段以及高峰时段。基于公式 2-4进行断面客流时间不均衡分析，确定主要运营时段内早晚高峰的期望列车满 载率。

式中：

TC——主要运营时段的时间不均衡系数

P_max——主要运营时段最大断面客流量

P_max,t——t时段的最大断面客流量

N——运营时段个数

依据公式2-5计算分时分方向分交路列车开行数量，依据公式2-6计算分时 列车满载率，支持分时分方向开行间隔、分时分方向列车运行与停站标尺手动可 调，最终完成分时分方向分交路开行列车数方案输出。

式中：

——时段t内方向为d的列车开行间隔

——时段t内方向为d的最大断面客流量

C——列车定员

L_t——时段t的列车期望满载率

I_min——列车最小开行间隔

I_max——列车最大开行间隔

——时段t内方向为d的列车平均满载率

(5)分时快车方案

由城市轨道交通的站间距相对较短、车站密集等特性，就决定了站站停的列 车是城市轨道交通列车运行图中的基础列车，该模块主要以标尺的形式进行基础 列车停站时分与运行时分的确定。当进站客流在某个或者某几个车站站台聚集而 得不到运输造成严重的安全隐患时，或出现列车的满载率已经超过阈值而无法上 客的情况，此时需要综合考虑线路车站越行线设置以及大站快车(包含直达快车) 的开行对运输能力造成的影响，进行大站快车方案制定，目的是在满足客流需求 下实现客流的空间疏解。

具体解决流程如图10所示，以分时断面客流统计分析结果与分时分方向分 交路开行列车数方案为输入，结合线路车站越行线配置情况，以时段快慢车开行 比1:n(n变化)进行时段运能损失与客流的空间疏解效果利弊分析(主要分析 方法见①)，确定是否需要制定大站快车方案，如果不需要，则完成运输方案制 定。否则，依据分时断面客流不均衡行分析结果与车站越行线配置情况，确定大 站快车运行方案(包括越行车站、以及停站方案)，根据越行位置与运行与停站 时间，反算大站快车开行比例和开行间隔，最终完成分时分方向分交路停站方案 制定。

①确定开行大站快车(包含直达快车)方案的时段与比例

首先依据客流断面不均衡性分析确认，当时段t的列车运行至断面e时，列 车满载率超过该断面后续车站的停站阈值，确认时段t是否需要开行大站快车。

根据分时分方向分交路开行列车数方案，以时段t的行车密度为输入，进行 多种快慢车开行比例下，时段运输能力扣除与开行效益的进行综合比选，确认是 否开行大站快车。

(三)运行图编制

如图11所示，以运输方案为基础输入，以自动化列车运行图编制为目标， 对列车运行图编制的主要工作进行分解，具体分为基础列车运行线铺画、客流与 运行线精准匹配自适应。

(1)基础列车运行线铺画

以运输方案为输入的列车运行线铺画，在优先保证运输方案所制定的交路方 案、首末班车方案、分时开行方案实施的情况下，通过对运输方案进行一定处理， 来保证列车运行图的顺利铺画。将运行图的基础列车运行线分为“平峰—出车过 渡—早高峰—收车过渡—平峰—出车过渡—晚高峰—收车过渡—平峰”9大阶段， 分阶段、有针对的依据算法进行自动布线选择，完成列车运行图编制的基础列车 运行线铺画。此处解决区间运行线、停站、越行等精确时间点问题。

具体解决流程如图12所示，以运输方案为输入，由于高峰小时客流特征较 为明显导致高峰时段行车组织方案复杂，应首先进行高峰时段基础列车运行线铺 画与微调。根据车辆段、停车场联络线接入位置(为了判断各行别收发车径路)， 结合各方向从出段至折返站接续的运行时间，进行过渡时段的确定，并进行过渡 时段列车运行线铺画。依据高峰以及过渡时段的开始结束时间，进行平峰时段修 正与平峰列车运行线的铺画，完成包括高峰时段、过渡时段、平峰时段在内的基 础列车运行线的铺画。

(2)客流与运行线精准匹配自适应

针对客流与运行线精准匹配自适应调整阶段，应当充分考虑线路折返站折返 能力(不小于最小折返时间)、车辆段运用车数(出车数量不应大于该车辆段运 用与备用车数之和)等刚性约束，以及运力运量匹配度等柔性约束，以“匹配— 调整—再匹配—再调整”的思路进行列车运行图自动调整，来实现满足刚性约束 下的列车运行线与客流匹配的自适应调整。

具体解决流程如图13所示，以基础列车运行线铺画方案为输入，输入运行 图刚性约束，借助运行图调整算法(部分调整分析见①)，进行约束自适应下的 列车运行图自动调整，并计算在刚性约束下精确到列车的运行线调整范围。以断 面客流为输入，在运行线刚性调整，通过客流自适应调整，完成基础列车运行方 案的优化。

①调整范围以及调整条件判断分析

以移动上行列车为例(上下行列车移动效果相同)，根据公式3-1，判断是否 需要进行列车调整，如果需要调整，依据运行图调整算法，在可调范围内抛出调 整量，再次进行列车调整判断，直至结束调整。

式中：——时段t上行列车u列车移动量

——上行列车u离开折返站的出发时刻

——下行列车d到达折返站的到达时刻

TI_t——时段t的列车行车间隔时间

(四)列车接续交路勾画及车次生成

通过客流与运行线精准匹配自适应调整阶段后，按照时间顺序进行列车交路 的人工勾画(作为备用)，或者计算机自动勾画(经自适应调整后的基础列车运 行线完全满足折返站折返能力以及最大允许同时折返列车数约束)，根据线路对 应的生成规则进列车车次的自动生成，完成列车运行图的绘制。目前北京地铁采 用人工勾画方式用时间较多，推荐采用计算机自动铺画方式。

具体解决流程如图14所示，以调整后列车运行线铺画方案为输入，进行交 路自动勾画，支持进行手动交路调整(可选)。进行出入段线自动生成，支持进 行手动出入段线调整(可选)。进行车次号自动生成，完成列车运行图自动铺画。

Claims (6)

1.一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(一)客流时空状态精细化分析，采用客流-车流耦合驱动的多智能仿真分析预测模型，在对各线各站进出站客流量进行预测分析的基础上，进而预测全网OD客流分布，清分推演客流在各线各站各列车上的动态分布状态，精细化预测分析不同阶段的运力运量的匹配情况；

(二)编制运输方案，运用有限的网络配线资源和车辆基地，根据网络客流时空分布特征，制定分时交路与运行方案、分时段停站方案、首末班车方案、分时开行列车数方案、分时快车方案，形成列车多交路运行、双向不平衡运行、低速高密度折返和大站快车、越行快车、库线出车、压缩站停时间方式；

(三)编制运行图，以运输方案为基础输入，以自动化列车运行图编制为目标，对列车运行图编制的主要工作进行分解，具体分为基础列车运行线铺画、客流与运行线精准匹配自适应；

(四)列车接续交路勾画及车次生成，通过客流与运行线精准匹配自适应调整阶段后，按照时间顺序进行列车交路的人工勾画，或者计算机自动勾画，根据线路对应的生成规则进列车车次的自动生成，完成列车运行图的绘制。

2.如权利要求1所述得一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，其特征在于，步骤(一)采用的具体步骤为：

(1)断面客流统计分析

初始化断面客流统计参数，统计参数包含各序列分时间隔长度、统计开始时刻、统计结束时刻，统计分时断面客流如下：

其中，为时段划分序列i的t时段区间e上的断面客流量；a_e,m为从m时刻开始的5min粒度断面客流量；

(2)进站客流统计分析

根据断面客流分析所得到的时段划分序列，统计固定时段划分序列下的各车站进站客流，输出分时进出站客流量统计结果并记录最早、最晚进出站时刻：

其中，q_s,tt为时段车站s上的进出站客流量；a_s,m为以m时刻开始的5min粒度进出站客流量；

(3)换乘客流统计分析

根据断面客流分析所得到的时段划分序列，统计分时分方向的换乘客流和分时换乘站换乘客流，依据各换乘车站分时换乘客流量大小进行分时换乘站重要度排序，同时针对某一换乘站，根据换乘站各方向换乘客流量进行重要换乘方向标记：

其中，为t时段换乘车站s的d换乘方向上的换乘客流量；/>为在m时刻开始的换乘站s的d换乘方向上5min粒度换乘客流量；q_s,t为t时段换乘车站s的换乘客流量。

3.如权利要求1所述得一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，其特征在于，步骤(二)采用的具体步骤为：

(1)首末班车方案制定

以线网主要衔接线路首末班车方案为主要输入，加载本线与主要衔接线路的分方向换乘客流、换乘站进出站客流并进行统计，进行首末班车基准车站的确定：

S＝argmax{IP_s+TP_s}#

式中，s为车站索引，IP_s为车站s的进站客流量，TP_s为车站s与主要衔接线路的换乘客流量；

在确定首末班车基准车站后，加载首末班车运行标尺与停站标尺，以线路车辆段最早发车、最晚收车时刻，换乘站各线路首末班车衔接情况为约束，进行首末班车时刻表推算，最终经人工确认，完成首末班车方案输出；

(2)分时分方向的交路与运行方案制定

以分时段面客流统计分析结果与线路折返站和车辆段分布位置情况为输入，结合客流特性分析结果判断该时段是否具备开行大小交路的条件，并确定时段开行交路集合，以可行交路集合为基础进行包含基础交路的排列组合，计算各交路组合形式下时段客流分布匹配情况

式中：e为区段索引；r为交路索引；u_e为某时段断面e的断面客流量；u_min为某时段客流最少断面的断面客流量；为交路r是否覆盖断面e，是取1，否则为0；n_min为线路中被最少交路覆盖的交路数量；

确定唯一的分时交路组合后，按照组合交路内容进行客流统计，依据统计结果，结合断面满载率及开行间隔约束，确定交路组合开行比例；

(3)分时段的停站方案制定

依据基础停车作业时分与上下车客流计算各时段停站时分

式中：sT_s,t为时段t车站s的停站时间；P_s,为时段t车站s的平均上下车人数；为时段t是否为高峰时段，是取1，否则为0；λ_peak为超高峰小时系数；

(4)分时开行列车数方案制定

进行断面客流时间不均衡分析，计算主要运营时段的时间不均衡系数：

式中，TC为主要运营时段的时间不均衡系数，P_mqx为主要运营时段最大断面客流量，P_max,t为t时段的最大断面客流量，N为运营时段个数；

计算分时分方向分交路列车开行间隔

计算分时列车满载率

式中，为高峰时段t内方向为d的列车开行间隔，/>为时段t内方向为d的最大断面客流量，C为列车定员，L_t为时段t的列车期望满载率，I_min为列车最小开行间隔，I_max为列车最大开行间隔，/>为时段t内方向为d的列车平均满载率；

(5)分时快车方案

以分时断面客流统计分析结果与分时分方向分交路开行列车数方案为输入，结合线路车站越行线配置情况，以时段快慢车开行比进行时段运能损失与客流的空间疏解效果利弊分析，确定是否需要制定大站快车方案，如果不需要，则完成运输方案制定；否则，依据分时断面客流不均衡行分析结果与车站越行线配置情况，确定大站快车运行方案，根据越行位置与运行与停站时间，反算大站快车开行比例和开行间隔，最终完成分时分方向分交路停站方案制定。

4.如权利要求1所述得一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，其特征在于，步骤(三)采用的具体步骤为：

(1)基础列车运行线铺画

根据车辆段、停车场联络线接入位置，结合各方向从出段至折返站接续的运行时间，进行过渡时段的确定，并进行过渡时段列车运行线铺画，依据高峰以及过渡时段的开始结束时间，进行平峰时段修正与平峰列车运行线的铺画，完成包括高峰时段、过渡时段、平峰时段在内的基础列车运行线的铺画；

(2)客流与运行线精准匹配自适应

以基础列车运行线铺画方案为输入，输入运行图刚性约束，借助运行图调整算法进行约束自适应下的列车运行图自动调整，计算在刚性约束下精确到列车的运行线调整范围，以断面客流为输入，在运行线刚性调整，通过客流自适应调整，完成基础列车运行方案的优化。

5.如权利要求3所述得一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，其特征在于，步骤(二)中所述空间疏解效果利弊分析具体为：

首先依据客流断面不均衡性分析确认，当时段t的列车运行至断面e时，列车满载率超过该断面后续车站的停站阈值，确认时段t是否需要开行大站快车；

根据分时分方向分交路开行列车数方案，以时段t的行车密度为输入，进行多种快慢车开行比例下，时段运输能力扣除与开行效益的进行综合比选，确认是否开行大站快车。

6.如权利要求4所述得一种基于客流时空状态精细化分析的列车运行图编制方法，其特征在于，步骤(三)中所述借助运行图调整算法进行约束自适应下的列车运行图自动调整的具体方式为：

判断是否需要进行列车调整，如果需要调整，依据下述运行图调整算法公式，在可调范围内抛出调整量，再次进行列车调整判断，直至结束调整：

式中，为时段t上行列车u列车移动量，/>为上行列车u离开折返站的出发时刻，/>为下行列车d到达折返站的到达时刻，TI_t为时段t的列车行车间隔时间。