一种城市多模式公交网络客流分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种城市多模式公交网络客流分配方法，包括将实际城市多模式公交网络转化为多模式公交网络表示模型；假设车内客流、同站换乘客流、进站客流和异站换乘客流的上车优先级；确定乘客选择各类虚拟网络节点出射弧段的概率；构建最短超级路径模型，运用动态规划方法设计最短超级路径模型的求解算法，确定任意出行起点到某一出行终点的最短超级路径；根据虚拟网络弧段的流量划分概率以及最短超级路径，计算虚拟网络节点与虚拟网络弧段的客流量以及客流滞留概率；运用连续平均法，提出多模式公交网络流量加载方法。本发明专利技术用于获得多模式公交网络中各条公交线路上公交弧段的客流量，提高多模式公交网络中客流分配结果的准确性和科学性。

A Passenger Flow Assignment Method for Urban Multi-mode Bus Network

【技术实现步骤摘要】
一种城市多模式公交网络客流分配方法
本专利技术属于属于城市交通规划与设计的
，具体涉及一种城市多模式公交网络客流分配方法。
技术介绍
已有城市公交网络客流分配方法主要包括基于最短出行路径搜索的公交客流分配方法、基于多条出行路径搜索的公交客流分配方法、基于最优出行策略或最短超级路径的公交客流分配方法，前两种方法忽视了公交乘客在公交站点的乘车选择行为，第三种方法考虑了公交乘客在公交站点的乘车选择行为，但这些方法均没有考虑公交乘客在公交站点之间的换乘行为，即乘客的异站换乘行为。城市多模式公交网络包括骨干网络、主干网络、地区网络等功能层次的公交线路，不同公交线路之间的异站换乘客流占有较大比例，因此已有客流分配方法应用于多模式公交网络时具有一定的局限性。为了提高城市多模式公交网络中客流分配结果的准确性和科学性，同时支撑多模式公交网络设计方案评估，需要探讨一种考虑乘客在站点的乘车选择行为、同站换乘行为、异站换乘行为的公交客流分配方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种城市多模式公交网络客流分配方法，本城市多模式公交网络客流分配方法综合考虑了乘客在站点的乘车选择行为、同站换乘行为、异站换乘行为，用于获得多模式公交网络中各条公交线路上公交弧段的客流量，提高多模式公交网络中客流分配结果的准确性和科学性。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种城市多模式公交网络客流分配方法，包括：步骤1：将实际城市多模式公交网络转化为以虚拟网络节点和虚拟网络弧段为要素的多模式公交网络表示模型，并确定虚拟网络节点和虚拟网络弧段的属性参数；步骤2：假设车内客流、同站换乘客流、进站客流和异站换乘客流的上车优先级；步骤3：确定乘客在各类虚拟网络节点上选择各类虚拟网络节点出射弧段的概率，也即虚拟网络弧段流量划分概率；步骤4：定义乘客选择一条超级路径的出行成本方程，构建最短超级路径模型，运用动态规划方法设计最短超级路径模型的求解算法，确定任意出行起点到某一出行终点的最短超级路径；步骤5：根据步骤3中虚拟网络弧段的流量划分概率以及步骤4中最短超级路径，计算虚拟网络节点与虚拟网络弧段的客流量以及客流滞留概率；步骤6：运用连续平均法，提出多模式公交网络流量加载方法，通过循环执行步骤3、步骤4和步骤5，逐步迭代逼近城市多模式公交网络的均衡流量。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的步骤1中虚拟网络节点包括公交站点、进站客流滞留点、上车点、下车点和同站换乘客流滞留点；其中公交站点、同站换乘客流滞留点、进站客流滞留点、上车点和下车点的集合分别由S、TF、EF、B和A表示；所述的步骤1中虚拟网络节点的属性参数包括节点序号i、节点所属站点序号si、节点所属线路序号li、节点类型typei、节点所属线路的功能层次gi；其中gi∈{1，2，3}，gi＝1表示节点所属线路是骨干公交系统；gi＝2表示节点所属线路是主干公交系统；gi＝3表示节点所属线路是地区公交系统；所述的步骤1中虚拟网络弧段包括公交线路运行弧段、公交线路停靠弧段、滞留客流弧段、下车弧段、同站换乘客流上车需求弧段、同站换乘客流上车弧段、异站换乘客流上车需求弧段、进站客流上车需求弧段和进站客流上车弧段；其中公交线路运行弧段、公交线路停靠弧段、滞留客流弧段、下车弧段、同站换乘客流上车需求弧段、同站换乘客流上车弧段、异站换乘客流上车需求弧段、进站客流上车需求弧段和进站客流上车弧段分别由集合BA、AB、FS、AS、ATF、TFB、AEF、SEF和EFB表示；所述的步骤1中虚拟网络弧段的属性参数由三个矩阵表示，分别为虚拟网络弧段的连通矩阵、虚拟网络弧段的公交服务频率矩阵和虚拟网络弧段的出行成本矩阵；其中虚拟网络弧段的连通矩阵Edge＝(Edgee)＝(Edgeij)，其元素Edgee表示虚拟网络节点之间是否连通，即：其中虚拟网络弧段的公交服务频率矩阵f＝(fe)＝(fij)，其元素fe取值为：上式表示同站换乘客流上车需求弧段、异站换乘客流上车需求弧段和进站客流上车需求弧段的服务频率均等于尾节点j所属线路lj的服务频率fl；其中虚拟网络弧段的出行成本矩阵c＝(ce)＝(cij)，其元素ce取值为：式中，是公交线路运行弧段的运行时间；是异站换乘客流上车需求弧段的换乘步行时间；是异站换乘客流上车需求弧段或同站换乘客流上车需求弧段的换乘惩罚成本。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的步骤2中的上车优先级为：车内客流的上车优先级最高，同站换乘客流的上车优先级高于进站客流和异站换乘客流的上车优先级，进站客流和异站换乘客流的上车优先级相同。作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的步骤3包括：根据乘客路径选择特征并结合多模式公交网络容量限制条件，确定各类虚拟网络节点出射弧段被选择概率也即流量划分概率，其中各类虚拟网络节点出射弧段流量划分概率包括公交站点出射弧段的流量划分概率、同站换乘客流滞留点出射弧段的流量划分概率、进站客流滞留点出射弧段的流量划分概率、上车点出射弧段的流量划分概率以及下车点出射弧段的流量划分概率；其中公交站点出射弧段的流量划分概率，即进站客流上车需求弧段的流量划分概率为：式中，Sh是超级路径hd的公交站点集合；是超级路径hd中节点i的出射弧段集合；其中同站换乘客流滞留点出射弧段的流量划分概率包括同站换乘客流上车弧段的流量划分概率和滞留客流弧段的流量划分概率，分别为：式中，是同站换乘客流滞留点i的客流滞留概率；tail(e)是弧段e的尾节点；Bh是超级路径hd中的上车点集合；TFh是超级路径hd中的同站换乘客流滞留点集合；其中进站客流滞留点出射弧段的流量划分概率包括进站客流上车弧段的流量划分概率和滞留客流弧段的流量划分概率，分别为：式中，qi是进站客流滞留点i的客流滞留概率；EFh是超级路径hd中的进站客流滞留点集合；其中上车点出射弧段的流量划分概率，即公交线路运行弧段的流量划分概率为：其中下车点出射弧段的流量划分概率为：式中，d是出行终点序号；Ah是超级路径hd中的下车点集合；或者下车点出射弧段的流量划分概率为：作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的步骤4中最短超级路径模型为：式中：是节点i的出射弧段集合；T是的子集；是节点i的后继节点j与终点d之间的最短超级路径出行成本；Γ1是在节点i处进行同站换乘的最短超级路径出行成本，且Γ2是在节点i处进行异站换乘的最短超级路径出行成本，且作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的步骤5具体包括：根据步骤3中虚拟网络弧段的流量划分概率以及步骤4中任意出行起点到某一出行终点的最短超级路径，得到以d为出行终点的最短超级路径中虚拟网络弧段的流量划分概率则以d为出行终点的公交出行经过各虚拟网络节点的流量向量为：其中Yd是以d为终点的公交出行需求量向量，I是单位矩阵；则以d为出行终点的公交出行经过各虚拟网络弧段的附加流量矩阵为：其中diag()表示以向量元素为对角线元素所构造的方阵；则虚拟网络弧段的附加流量矩阵为：其中D为公交出行终点集合；则同站换乘客流滞留点j的客流滞留概率计算公式为：m∈succ(j)∩B，k∈pred(m)∩A；式中，表示线路lj的站点sj处停靠弧段上的流量；表示线路lj的站点sj处同站换乘客流上车需求弧段上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市多模式公交网络客流分配方法，其特征在于，包括：步骤1：将实际城市多模式公交网络转化为以虚拟网络节点和虚拟网络弧段为要素的多模式公交网络表示模型，并确定虚拟网络节点和虚拟网络弧段的属性参数；步骤2：假设车内客流、同站换乘客流、进站客流和异站换乘客流的上车优先级；步骤3：确定乘客在各类虚拟网络节点上选择各类虚拟网络节点出射弧段的概率，也即虚拟网络弧段流量划分概率；步骤4：定义乘客选择一条超级路径的出行成本方程，构建最短超级路径模型，运用动态规划方法设计最短超级路径模型的求解算法，确定任意出行起点到某一出行终点的最短超级路径；步骤5：根据步骤3中虚拟网络弧段的流量划分概率以及步骤4中最短超级路径，计算虚拟网络节点与虚拟网络弧段的客流量以及客流滞留概率；步骤6：运用连续平均法，提出多模式公交网络流量加载方法，通过循环执行步骤3、步骤4和步骤5，逐步迭代逼近城市多模式公交网络的均衡流量。

【技术特征摘要】
1.一种城市多模式公交网络客流分配方法，其特征在于，包括：步骤1：将实际城市多模式公交网络转化为以虚拟网络节点和虚拟网络弧段为要素的多模式公交网络表示模型，并确定虚拟网络节点和虚拟网络弧段的属性参数；步骤2：假设车内客流、同站换乘客流、进站客流和异站换乘客流的上车优先级；步骤3：确定乘客在各类虚拟网络节点上选择各类虚拟网络节点出射弧段的概率，也即虚拟网络弧段流量划分概率；步骤4：定义乘客选择一条超级路径的出行成本方程，构建最短超级路径模型，运用动态规划方法设计最短超级路径模型的求解算法，确定任意出行起点到某一出行终点的最短超级路径；步骤5：根据步骤3中虚拟网络弧段的流量划分概率以及步骤4中最短超级路径，计算虚拟网络节点与虚拟网络弧段的客流量以及客流滞留概率；步骤6：运用连续平均法，提出多模式公交网络流量加载方法，通过循环执行步骤3、步骤4和步骤5，逐步迭代逼近城市多模式公交网络的均衡流量。2.根据权利要求1所述的城市多模式公交网络客流分配方法，其特征在于：所述的步骤1中虚拟网络节点包括公交站点、进站客流滞留点、上车点、下车点和同站换乘客流滞留点；其中公交站点、同站换乘客流滞留点、进站客流滞留点、上车点和下车点的集合分别由S、TF、EF、B和A表示；所述的步骤1中虚拟网络节点的属性参数包括节点序号i、节点所属站点序号si、节点所属线路序号li、节点类型typei、节点所属线路的功能层次gi；其中gi∈{1，2，3}，gi＝1表示节点所属线路是骨干公交系统；gi＝2表示节点所属线路是主干公交系统；gi＝3表示节点所属线路是地区公交系统；所述的步骤1中虚拟网络弧段包括公交线路运行弧段、公交线路停靠弧段、滞留客流弧段、下车弧段、同站换乘客流上车需求弧段、同站换乘客流上车弧段、异站换乘客流上车需求弧段、进站客流上车需求弧段和进站客流上车弧段；其中公交线路运行弧段、公交线路停靠弧段、滞留客流弧段、下车弧段、同站换乘客流上车需求弧段、同站换乘客流上车弧段、异站换乘客流上车需求弧段、进站客流上车需求弧段和进站客流上车弧段分别由集合BA、AB、FS、AS、ATF、TFB、AEF、SEF和EFB表示；所述的步骤1中虚拟网络弧段的属性参数由三个矩阵表示，分别为虚拟网络弧段的连通矩阵、虚拟网络弧段的公交服务频率矩阵和虚拟网络弧段的出行成本矩阵；其中虚拟网络弧段的连通矩阵Edge＝(Edgee)＝(Edgeij)，其元素Edgee表示虚拟网络节点之间是否连通，即：其中虚拟网络弧段的公交服务频率矩阵f＝(fe)＝(fij)，其元素fe取值为：上式表示同站换乘客流上车需求弧段、异站换乘客流上车需求弧段和进站客流上车需求弧段的服务频率均等于尾节点j所属线路lj的服务频率fl；其中虚拟网络弧段的出行成本矩阵c＝(ce)＝(cij)，其元素ce取值为：式中，是公交线路运行弧段的运行时间；是异站换乘客流上车需求弧段的换乘步行时间；是异站换乘客流上车需求弧段或同站换乘客流上车需求弧段的换乘惩罚成本。3.根据权利要求2所述的城市多模式公交网络客流分配方法，其特征在于：所述的步骤2中的上车优先级为：车内客流的上车优先级最高，同站换乘客流的上车优先级高于进站客流和异站换乘客流的上车优先级，进站客流和异站换乘客流的上车优先级相同。4.根据权利要求3所述的城市多模式公交网络客流分配方法，其特征在于：所述的步骤3包括：根据乘客路径选择特征并结合多模式公交网络容量限制条件，确定各类虚拟网络节点出射弧段被选择概率也即流量划分概率，其中各类虚拟网络节点出射弧段流量划分概率包括公交站点出射弧段的流量划分概率、同站换乘客流滞留点出射弧段的流量划分概率、进站客流滞留点出射弧段的流量划分概率、上车点出射弧段的流量划分概率以及下车点出射弧段的流量划分概率；其中公交站点出射弧段的流量划分概率，即进站客流上车需求弧段的流量划分概率为：式中，Sh是超级路径hd的公交站点集...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚小林，马健霄，姜晓红，邬岚，潘义勇，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32