一种先进空中交通的客流需求预测方法和系统

本发明涉及交通控制系统，特别涉及一种先进空中交通的客流需求预测方法和系统。

背景技术：

1、近年来，随着我国经济的高速发展以及城市化进程持续推进，城市交通拥挤和环境恶化等问题日益突出。线网密集的城市轨道交通虽然缓解了地面道路交通所带来的压力，但面对人口聚集程度日益增多的超大城市，城市轨道交通网络也显得捉襟见肘。随着近年来电动垂直起降航空器（electric vertical take-off and landing，evtol）的发展和运用，城市规划及交通管理人员已经将视线转向空中，以期利用低空空域为城市构建一张崭新的交通网络。无人机系统创新应用概念不断出现和发展，当前正快速向城市无人空中运输模式聚集，低空结构设计已成为当前空域管理研究热点，低空资源与道路资源同属一类交通资源，未来以城市为中心的低空航线网，不再是单纯的空域规划问题，而是城市公共设施建设问题。

2、先进空中交通可分为旅客运输和货物运输，其中旅客运输包括区域空中交通（regional air mobility，ram）和城市空中交通（urban air mobility，uam），货物运输则包括无人机物流（unmanned aerial vehicle，uav）。无人机物流方面已经在多地开辟配送航线，但对于充满机遇的未来先进空中交通旅客运输方面，目前仍存在许多挑战和问题需要突破和解决。目前，业界一致认为先进空中交通最有潜力的应用场景是按需服务（on-demand service，ods）。精确的客流需求预测是先进空中交通场站选址、线网规划、运营管理、运输组织的基础性工作，其结果的准确与否将直接影响先进空中交通的投资和效益，对构建安全、高效率的城市空中交通运行环境，促进先进空中交通融入城市交通发展规划，优化城市空中交通系统运力资源配置等有着十分重要的意义。因此，对先进空中交通的客运需求分析研究势在必行。然而，既有关于先进空中交通的需求预测定性研究较多，定量研究较少，不成系统。

3、传统有关先进空中交通系统需求预测的研究，可分为定量与定性研究。定性研究主要从城市空中交通系统的应用场景及运用模式划分、交通需求的影响因素等方面展开，采用的技术手段主要为概念特征的梳理及用户偏好的问卷调查，判断各类因素对于客运需求的影响与否及影响程度，通过梳理，影响需求预测的因素主要包括：时间、成本、距离、地面交通拥堵、安全和保障、隐私和噪音。定量研究可分为需求总量的预测及空间分布的预测，其中需求总量的预测常以市场营销的角度，考虑用户出行偏好及需求影响因素，基于出租车出行需求及数据与evtol运载工具特性来估算市场份额，对于交通生成预测的种类考虑不够全面，均假设先进空中交通需求以及来自城市外的交通需求，未考虑新一代交通方式投入使用之后诱增的交通需求以及来自城市外的交通需求；空间分布的预测，研究内容往往只针对单一场景（如机场接驳、旅游观光等）及特定区域，由于不同地区有各自的交通设计规范标准、居民出行特征、交通方式选择范围，所以针对特定项目开展的先进空中交通客流需求预测，其研究范围是具有明显异质特征的研究区域，需求预测结果存在显著的不确定性和差异，研究结果无法以一致方式进行比较，缺乏通用性及扩展性；研究方法层面，现有技术多以交通方式选择模型为理论基础进行研究，选取特定交通网络（如轴辐式、点对式）进行交通流分配，需求预测不够准确。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种先进空中交通的客流需求预测方法和系统，提出了先进空中交通运营后的诱增客流需求计算方法，提高了客流需求预测精度，预测结果更贴合实际。

2、为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

3、一种先进空中交通的客流需求预测方法，包括以下步骤：

4、步骤1，交通生成预测：获取现状基础数据，在先进空中交通未运营情况下，预测背景交通生成量，背景交通生成量包括背景交通发生量、背景交通吸引量；

5、步骤2，交通分布预测：基于预测的背景交通发生量和背景交通吸引量，预测先进空中交通未运营情况下的背景交通分布量，以及预测先进空中交通运营前后所产生的诱增空中交通需求量；

6、步骤3，交通方式划分预测：分析旅客选择出行方式的影响因素及其效用，建立交通方式选择模型，对先进空中交通的交通方式划分进行预测；

7、步骤4，交通分配：将先进空中交通在各个交通小区的客流量分配到定航路网中，从而进行交通分配。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果：

9、本发明将先进空中交通客流需求分为区域空中交通需求、诱增空中交通需求、城市空中交通需求三类，同时提出了先进空中交通运营后的诱增客流需求计算方法，提高了客流需求预测精度，预测结果更贴合实际。预测模型包括了四阶段法的所有流程，系统全面，具有可扩展性，对于不同城市的先进空中交通客流需求预测具有推广示范意义。

技术特征：

1.一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：所述步骤1中，预测背景交通发生量的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：所述步骤1中，预测背景交通吸引量的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：所述步骤2中，预测先进空中交通未运营情况下的背景交通分布量的步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：所述步骤2中，预测先进空中交通运营前后所产生的诱增空中交通需求量的步骤，包括：

6.根据权利要求1所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：所述步骤3具体包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：所述步骤4具体包括以下步骤：

8.一种先进空中交通的客流需求预测系统，用于实现权利要求1-7任一项所述的一种先进空中交通的客流需求预测方法，其特征在于：包括：

9.根据权利要求8所述的一种先进空中交通的客流需求预测系统，其特征在于：所述交通生成预测模块包括背景交通发生量预测单元、背景交通吸引量预测单元；

10.根据权利要求8所述的一种先进空中交通的客流需求预测系统，其特征在于：所述交通分布预测模块包括背景交通分布量预测单元、诱增空中交通需求量预测单元；

技术总结
本发明涉及交通控制系统技术领域，提出一种先进空中交通的客流需求预测方法和系统，包括步骤：获取现状基础数据，在先进空中交通未运营情况下，预测背景交通生成量，背景交通生成量包括背景交通发生量、背景交通吸引量；基于预测的背景交通发生量和背景交通吸引量，预测先进空中交通未运营情况下的背景交通分布量，以及预测先进空中交通运营前后所产生的诱增空中交通需求量；分析旅客选择出行方式的影响因素及其效用，以及建立交通方式选择模型，对先进空中交通的交通方式划分进行预测；将先进空中交通在各个交通小区的客流量分配到定航路网中，从而进行交通分配。本发明提高了客流需求预测精度，预测结果更贴合实际。

技术研发人员：姚迪,易蓉,史晓红,李诚龙
受保护的技术使用者：中国民用航空飞行学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24