产品与服务

客户名称：

青岛地铁

客户行业：

城市轨道交通

案例标签：

城市轨道交通、节能优化、运行图调整、调度优化求解器

客户背景：

青岛地铁作为青岛市重要的公共交通骨干力量，近年来随着城市的快速发展以及人口的不断涌入，线路规模持续扩大，目前已有多条线路投入运营，日均客流量高达100万余人次。在城市发展对绿色环保要求日益提高的大背景下，青岛地铁积极响应国家节能减排政策，致力于在保障高效、安全运营的同时，降低能源消耗，提升运营的经济性与可持续性。然而，随着线路增多和客流量的波动变化，如何在复杂的运营环境下实现节能目标成为了一项亟待解决的挑战。

行业问题：

在城市轨道交通运营中，运行图是列车运行的基础框架，它对列车的牵引系统能耗有着根本性的决定作用。传统节能策略往往侧重于车辆设备本身的技术改进或简单的运行模式调整，却严重忽视了运行控制这一关键环节对节能效果产生的显著影响。具体而言，地铁运营商面临着以下几方面问题：
1. 客流时空分布不均：不同线路、不同时段的客流量差异巨大，传统的固定运行图难以精准匹配客流变化，导致列车在部分时段空驶率较高，能源浪费严重。
2. 运行控制缺乏灵活性：现有的运行控制模式相对固化，无法根据不同时段客流情况、线路状况等因素进行动态调整，使得列车运行过程中的能耗未能达到最优状态。
3. 节能策略协同性不足：以往的节能措施多是各自为政，缺乏从整体运营层面进行的系统性规划与协同，难以充分发挥各项节能手段的综合效益。

基于以上问题，地铁运营商需要一种创新的解决方案，能够在不影响现有服务体验和不增加硬件投入的前提下，通过优化运行图和运行控制策略，实现显著的节能效果。

解决方案：

为帮助青岛地铁解决节能难题，引入城市轨道交通调度优化求解器。该求解器基于大数据、人工智能和运筹学算法的智能决策支持系统，能够对列车运营、乘务计划、车辆维护等多个环节进行全方位的优化。具体解决方案如下：
1. 精准客流预测：通过收集和分析历史客流数据、实时交通信息、气象数据等多源数据，运用深度学习算法构建精准的客流预测模型。该模型能够提前预测不同线路、不同时段的客流量变化情况，为运行图的动态调整提供可靠依据。
2. 运行图优化：根据客流预测结果，调度优化求解器能够生成最优的列车运行图。在客流高峰时段，增加列车开行频率，缩短发车间隔，满足乘客出行需求；在客流低谷时段，合理减少列车数量，降低空驶率，从而有效节约能源。同时，求解器还能够根据线路状况、列车运行状态等实时信息，对运行图进行动态调整，确保列车运行的高效性和稳定性。
3. 智能运行控制：调度优化求解器与列车自动控制系统（ATC）、列车自动驾驶系统（ATO）等紧密集成，实现对列车运行的智能化控制。通过实时调整列车的运行速度、启停时间等参数，在保证列车准点运行和乘客舒适度的前提下，最大限度地降低牵引能耗。例如，在列车进站停车时，求解器可以根据站台客流情况和后续运行计划，精确控制列车的制动和启动，减少不必要的能量损耗。
4. 协同节能策略制定：从城市轨道交通运营的全局出发，综合考虑列车运行、供电系统、通风空调等多个子系统的运行特性，制定协同节能策略。例如，根据列车运行时刻表，合理安排供电系统的功率输出，避免不必要的电能浪费；根据车站客流情况，智能调节通风空调系统的运行模式，降低能源消耗。
5. 模拟仿真与持续优化：利用调度优化求解器的模拟仿真功能，对不同的运行方案和节能策略进行预先评估和测试，提前发现潜在问题并进行优化调整。在实际运营过程中，持续收集运行数据，对求解器的算法和模型进行迭代优化，不断提升节能效果和运营效率。

解决成果：

通过在青岛地铁4号线的实际应用，该节能优化解决方案取得了显著的成果：
1. 节能效果突出：在不影响乘客服务体验、无需额外硬件投入且不改变现有运营方式的情况下，成功实现了牵引能耗下降5%的节能目标。这一成果不仅为青岛地铁带来了可观的经济效益，也为其在绿色低碳发展方面树立了良好的示范。
2. 运营效率提升：精准的客流预测和高效的运行图优化，使得列车运行更加贴合客流需求，减少了列车空驶时间和乘客候车时间，提高了线路的整体运输能力和服务质量。
3. 智能化水平提高：城市轨道交通调度优化求解器的应用，推动了青岛地铁运营管理的智能化升级。通过实时数据监测和智能决策支持，运营人员能够更加科学、高效地进行调度指挥，提升了应对突发情况和复杂运营场景的能力。
4. 可持续发展贡献：该解决方案的成功实施，为青岛地铁在节能减排、环境保护方面做出了积极贡献，符合国家绿色交通发展战略，有助于提升城市的可持续发展水平。