专利名称：一种城市轨道交通随机客流加载方法
技术领域：
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种城市轨道交通随机客流加载方法。
背景技术：
城市轨道交通网络随机客流加载是城市轨道交通客流需求预测的最终环节，通过客流加载不仅可以获得断面流量、换乘量及线路流量等重要客流指标以指导列车运能配备和列车运行计划编制，还能得到不同运营主体的运费清分表，因此高效准确的客流加载有重要的现实意义。目前的城市轨道交通网络随机客流加载方法，分为基于集计理论的加载和基于非集计理论(Logit或Probit模型)的加载。基于集计理论的随机客流加载结果显示的是宏观统计规律，而基于非集计理论的随机客流加载从行为解释角度分析乘客出行路径的微观选择行为，因而基于非集计理论的随机客流加载更能反映现实、更准确。但目前基于非集计理论的城市轨道交通网络随机客流加载，缺乏考虑路网拓扑结构和路径走向对乘客路径选择的影响；一般用分段函数表示拥挤费用，无法反映拥挤费用对乘客路径选择偏好影响的连续变化，且其中的部分参数一般来源于经验值；一般忽视首末班车限制对客流加载结果的影响。
发明内容
为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种城市轨道交通随机客流加载方法。本发明实施例公开了一种城市轨道交通随机客流加载方法，包括以下步骤:1.1、初始化，将一天平均划分为多个时间窗，并加载路网拓扑数据、列车时刻表、各时间窗下OD分布量，同时设定时间窗总数为n,设定标记时间窗的变量t的初始值为I,设定路段拥挤费用指标的初始值CN1=O ；1.2、读取第t时间窗的OD分布量，基于基本有效路径集合，计算各路径的首末班车时间，判断该时间与第t时间窗的关系，生成动态有效路径集合RSETt ；1.3、基于动态有效路径集合RSETt和城市轨道交通乘客出行路径选择模型，确定OD间各有效路径选择比例，获得路径流量，其中，城市轨道交通乘客出行路径选择模型的效用函数同步骤1.2中基本有效路径集合构建时所建立的城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数；1.4、统计各路段的客流量，更新路段拥挤费用CNt+1 ；1.5、终止判断，如果t〈n，则t=t+l，从步骤1.2继续迭代；否则，该方法终止。进一步，作为优选，所述步骤1.2中基本有效路径集合的构建包括以下步骤:2.1、构建城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数，效用函数中的变量除了票价、进出站时间、乘车时间、站台等车时间、换乘走行时间、换乘次数和拥挤费用因素，还引入了角度费用来表达路网拓扑和路径走向对乘客路径选择的影响；
2.2、基于等效乘车时间系数，将其他因素纷纷转化为乘车时间；2.3、确定乘客对时间的容忍阈值；2.4、利用Double-sweep搜索算法确定基本有效路径集合。本发明进行客流加载时加入了首末班车时间限制条件，且核心模型引入了角度费用表达路网结构和路径走向对乘客路径选择的影响，将拥挤费用处理为车厢满载率与路段运行时间的乘积，用同一函数反映拥挤费用对乘客路径选择偏好影响的连续变化，提高了加载合理性和路径流量估算精度。
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中:图1为本发明实施例城市轨道交通随机客流加载方法流程图。图2为角度费用示例图。
具体实施例方式参照图1-2对本发明的实施例进行说明。为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。如图1所示， 一种城市轨道交通随机客流加载方法，该方法的具体实施方式
如下。S1、初始化:(I)将一天平均划分为各个时间窗，第I时间窗是每天的起始时间段，设定标记时间窗的变量t的初始值为1，时间窗总数为n。(2)加载路网拓扑数据、列车时刻表、各时间窗下OD分布量等基础数据。(3)路段拥挤费用的初始值为0，即CN1=O15S2、读取第t时间窗的OD (起点至终点)分布量，基于基本有效路径集合，计算各路径的首末班车时间，判断该时间与第t时间窗的关系，生成动态有效路径集合RSETt (第t时间窗的有效路径集合)。动态有效路径集合RSETt的生成方法，是在第t时间窗下将基本有效路径集合中各路径做如下处理:首班车时间大于该时间窗或末班车时间小于该时间窗的路径暂不考虑；首班车时间处于该时间窗之间的路径按正常通行路径考虑；末班车时间处于该时间窗之间的路径以末班车时间为节点细化为小时间窗，并根据小时间窗所占时间窗的比重确定小时间窗下OD分布量，该路径在该小时间窗下算作正常通行路径。S3、基于RSETt和城市轨道交通乘客出行路径选择模型(时间窗处于早高峰、晚高峰或平峰期，模型参数不同)，确定OD间各有效路径选择比例，获得路径流量。
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式中，为从r到s的OD之间第k条有效路径的客流量(单位:人次);q 为从r到s的分时OD分布量(单位:人次)f力从r到s的OD之间第k条有效路径的路径选择效用，由S2中的基本有效路径集合构造时所建立的城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数确定。S4、S6、统计各路段的客流量，更新路段拥挤费用。CNt+1=qplink*TRlink (2)其中，CNt+1为第t次迭代时更新的路段拥挤费用(单位:小时);qplink为路段满载率；TRlink为路段的运行时间(单位:小时)。S5、终止判断。如果t〈n，则t=t+l，从S2继续迭代；否则，该方法终止。其中，上述S2中基本有效路径集合的构建过程如下(I)构建城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数。基于MNL(Multinomial Logit)模型,构建了城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数，该函数不仅考虑了票价、进出站时间、乘车时间、站台等车时间、换乘走行时间、换乘次数和拥挤费用等因素，还引入了角度费用来表达路网拓扑和路径走向对乘客路径选择的影响，同时将拥挤费用处理为车厢满载率与相应路段运行时间的乘积。
权利要求
1.一种城市轨道交通随机客流加载方法，其特征在于，包括以下步骤: 1.1、初始化，将一天平均划分为多个时间窗，并加载路网拓扑数据、列车时刻表、各时间窗下OD分布量，同时设定时间窗总数为n,设定标记时间窗的变量t的初始值为1，设定路段拥挤费用的初始值CN1=O ； 1.2、读取第t时间窗的OD分布量，基于基本有效路径集合，计算各路径的首末班车时间，判断该时间与第t时间窗的关系，生成动态有效路径集合RSETt ； 1.3、基于动态有效路径集合RSETt和城市轨道交通乘客出行路径选择模型，确定OD间各有效路径选择比例，获得路径流量，其中，城市轨道交通乘客出行路径选择模型的效用函数同步骤1.2中基本有效路径集合构建时所建立的城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数； 1.4、统计各路段的客流量，更新路段拥挤费用CNt+1 ； 1.5、终止判断，如果t〈n，则t=t+l，从步骤1.2继续迭代；否则，该方法终止。
2.根据权利要求1所述城市轨道交通随机客流加载方法，其特征在于，所述步骤1.2中基本有效路径集合的构建包括以下步骤: 2.1、构建城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数，效用函数中的变量除了票价、进出站时间、乘车时间、站台等车时间、换乘走行时间、换乘次数和拥挤费用因素，还引入了角度费用来表达路网拓扑和路径走向对乘客路径选择的影响； 2.2、基于等效乘车时间系数，将其他因素纷纷转化为乘车时间； 2.3、确定乘客对时间的容忍阈值； 2.4、利用Double-sweep搜索算法确定基本有效路径集合。
全文摘要
本发明公开了一种城市轨道交通随机客流加载方法，包括以下步骤1.1、初始化，将一天平均划分为多个时间窗，并加载基础数据，同时设定时间窗总数为n，设定标记时间窗的变量t的初始值为1，设定路段拥挤费用的初始值CN1=0；1.2、读取第t时间窗的OD分布量，基于基本有效路径集合，计算各路径的首末班车时间，判断该时间与第t时间窗的关系，生成动态有效路径集合；1.3、基于动态有效路径集合和城市轨道交通乘客出行路径选择模型，确定OD间各有效路径选择比例，获得路径流量；1.4、统计各路段的客流量，更新路段拥挤费用CNt+1；1.5、终止判断，如果t<n，则t=t+1，从步骤1.2继续迭代；否则，该方法终止。
文档编号G06Q10/04GK103218670SQ20131009378
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者姚恩建, 张永生, 潘龙, 杨扬 申请人:北京交通大学