【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地下物流运输领域，具体涉及一种地铁客货共享车站物流功能区配置优化方法。
技术介绍
1、地铁货运系统是一种利用地铁开展城市地下客货协同运输的新型交通方式，它与独立建设的地下物流系统相比造价更低，易于实现，能有效提升城市物流配送效率。该系统充分利用地铁基础设施和富余运力实现无阻碍自动化运输，带来诸如改善交通拥堵、节约土地资源、减少污染排放，提升城市供应链韧性等显著的社会、经济和环境效益。从现代化新城新区建设需求来看，地铁货运系统是城市物流革新的必然趋势，也是未来城市综合运输体系的重要补充。
2、地铁客货共享车站是地铁客货一体化运输网络的节点设施，按照在地铁线网中的位置关系可分为中间客货车站和换乘客货车站。这类车站可接收从地铁终点站或车辆段随列车发来的货物单元，为到站货物提供必要的物流作业场所和设施，处理完毕的货物可出站发往周边客户位置或存储在站厅区域等候乘客自取。
3、地铁客货共享车站物流空间布局是根据一定的功能关系，对地铁车站地下区域进行拓展或改造，为车站配备必要的物流作业设施设备，使车站发挥到站货物装卸、搬运、仓储、外发等功能，通过优化功能区布局配置提升车站货物流通能力。地铁客货共享车站具有空间紧凑、货流密集、协同要求高等特征，需要在考虑可拓空间界限、能力设置和设施选型的基础上制定布局方案，提升车站建设的经济性和车站服务能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种满足货物自动化处理要求的地下双层式地铁客货共享车站（以下简称“共享车站”
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种地铁客货共享车站物流功能区配置优化方法，包括如下步骤：
3、步骤（1）：制定非换乘地下双层岛式车站的物流空间构造策略，包含地铁车站客货作业空间划分策略、设置须配置的物流功能区；
4、步骤（2）：设置共享车站物流空间建模策略，包含地铁车站物流空间栅格单元设置、物流功能区内部设施定位选配策略、功能区物料搬运距离计算方法；
5、步骤（3）：建立共享车站物流空间布局目标函数和决策变量，包含最小化车站物流空间建设成本目标函数、最小化车站物流作业设施安装维护成本目标函数、最小化站内货物搬运距离目标函数、最大化车站货物流通能力目标函数以及最大化车站物流功能聚合度目标函数；
6、步骤（4）：建立共享车站物流空间布局约束条件，包含功能区形状约束、功能区布局约束、功能区距离约束、搬运通道和路径约束、车站货物容量及流通能力约束和车站物流空间建设预算约束；
7、步骤（5）：构建共享车站物流空间布局双层规划模型；
8、步骤（6）：求解共享车站物流空间布局双层规划模型。
9、进一步的，步骤（1）中的地铁车站客货作业空间划分策略具体为：
10、依托车站站厅层空间站完成内物流作业，车站站台层配备货物平台供列车停靠和装卸，货物于站台层卸载后提升至站厅层的物流作业区进行集中处理，最后利用竖井将货物提升至车站出口处的地面货亭或通过二级地下管道向外发出；
11、步骤（1）中的物流功能区具体包括：
12、①装卸作业区：即车站货物站台，为地铁货运列车提供装卸平台；②站台-站厅垂直搬运区：通过升降竖井自动提升到站货物至站厅层，同时下放空置货运单元至站台层随列车回收；③站厅-地面垂直搬运区：通过升降竖井将处理完毕的货物提升至外部地面空间；④进货暂存区：为站厅货物提供分类、排队、堆垛和交叉搬运场所；⑤拆箱回收区：拆分地铁运输的货运单元，取出货物交由分拣设施；⑥仓储作业区：为非即时交付的货物或货运单元提供储放空间；⑦分拣作业区：按照快递包裹的交付目的地进行分装；完成由托盘拆解形成的多品种散装货物的拣选和配货；⑧理货配载区：标记、查核、打包分拣完成的货物并搭配装载，根据配送形式、数量和运力对货物进行分类，确定派送优先级和装载车次；⑨管道接驳区：组织末端地下物流的场地，为胶囊小车装卸货物、调度和停靠提供空间；⑩物流管理区：运营与管理车站物流业务；⑪自动导向车agv通道：地铁车站货运站厅的各个功能区之间布置供agv行驶的通道；⑫地面货亭：存放从车站内部提升上来的货物，作为行人取货和寄递的场所。
13、进一步的，步骤（2）中的地铁车站物流空间栅格单元设置具体为：
14、将用于物流作业的站厅层平面空间视为大小相等、紧密排列的栅格，通过指定平面栅格的占用关系对各个功能区在空间中的位置进行定位；
15、步骤（2）中的物流功能区内部设施定位选配策略具体为：
16、考虑设施成本、占用空间和性能参数三个相互制约的变量，选择作业设施；基于增加了区带方向性决策的区带架构策略，布置地铁车站物流功能区的内部设施，满足以下规则：1）任意可选设施的形状为矩形；2）任意可选设施的长度和宽度为栅格边长的整数倍；3）所布置设施顶点必须与栅格顶点重合；4）各设施之间应保留间隙以实现内部货物搬运；
17、步骤（2）中的功能区物料搬运距离计算方法具体为：
18、将共享车站货物搬运过程转化为一类避障曼氏最短路径问题，通过求解该问题获得货物在场地中的最短避障搬运路径；
19、搬运路径采用实际搬运距离计算，要求货物只可在所布置的agv通道上沿垂直或水平方向移动，并且必须避开其他功能区域的内部设施。
20、进一步的，步骤（3）中的车站物流空间建设成本目标函数，最小化车站建设成本，具体为：
21、min （1）
22、式中，sp：货运站厅建设面积，即各物流功能区与agv通道的面积之和；cs：每栅格面积车站地下空间建造成本；co建造：货运站厅基础设施建造成本；：栅格单元边长；i：地铁车站物流功能区集合，以i为索引；m：货运站厅可规划区域栅格沿x方向排列序号集合，以m为索引；n：货运站厅可规划区域栅格沿y方向排列序号集合，以n为索引；：0-1决策变量，当坐标为（m, n）的栅格分配给功能区i时，取值为1，否则为0；：0-1指示变量，当坐标为（m, n）的栅格用于布置agv通道时，取值为1，否则为0；
23、步骤（3）中的车站物流作业设施安装维护成本目标函数，最小化车站物流设施成本，具体为：
24、 （2）
25、 （3）
26、式中， co购置：物流相关设施采购安装费用、折旧至每日； co运维：设施日常运维费用；ji：功能区i的可选作业设施集合，以j为索引；：功能区i可选设施j的购置安装成本；：功能区i安装设施j的套数；：功能区i可选设施j的服役寿命、按天计算；：功能区i可选设施j的运维成本、每日；
27、步骤（3）中的站内货物搬运距离目标函数，最小化站内货物搬运距离，具体为：...
【技术保护点】
1.一种地铁客货共享车站物流功能区配置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中的地铁车站客货作业空间划分策略具体为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中的地铁车站物流空间栅格单元设置具体为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（3）中的车站物流空间建设成本目标函数，最小化车站建设成本，具体为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（3）中的车站货物流通能力目标函数，最大化车站货物流通能力，具体为：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（4）中的功能区形状约束具体包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（4）中的功能区距离约束具体为：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（4）中的车站货物容量及流通效率约束具体为：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤（5）中的共享车站物流空间布局双层规划模型具体为：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种地铁客货共享车站物流功能区配置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中的地铁车站客货作业空间划分策略具体为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中的地铁车站物流空间栅格单元设置具体为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（3）中的车站物流空间建设成本目标函数，最小化车站建设成本，具体为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（3）中的车站货物流通能力目标函数，最大化车站货物流通...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡万杰，董建军，陈一村，杨建平，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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