城市轨道交通线路分区票价优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城市轨道交通线路分区票价优化方法及系统，为区域票价的设置提供决策依据。本发明专利技术公开了的城市轨道交通线路分区票价优化方法包括：确定分区票制的优化目标函数，所述优化目标函数以区域票制接近于里程票制为目标；确定分区数量及初始分区方案，并根据里程票制计算该初始分区方案对应的初始分区票价和优化目标函数值；调整任一分区的边界，并重新根据里程票制计算该调整方案对应的分区票价和优化目标函数值；比较调整前后的优化目标函数值，保留更接近里程票制的分区方案作为下一分区边界调整的对比基准，直至遍历完所有的边界调整方案，得到最接近里程票制的最终分区方案及对应票价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市轨道交通
，尤其涉及一种城市轨道交通线路分区票价优化方法及系统。
技术介绍
票价是城市轨道交通吸引客流的重要手段和运营组织的基础，对城市轨道交通的财务状况至关重要。在票价体系中，票制方式往往以票价和乘客乘车距离之间的关系进行划分，它直接决定了城市轨道交通票价的计价单位，是城市轨道交通价格制定的前提和基础。常见的票制方式包括与乘车距离无关的单一票价、与乘车距离相关的阶梯计价两种，后者又可以按照不同的计价单位分为按里程、站数和区域数等种类。在区域票价系统中，通过将城市轨道交通线网划分为若干个区域，乘客一次出行的费用只取决于出行起讫点的起始区域和终到区域，即按该次出行所通过的区域数收费，起始区域和终到区域相同的客流，其票价也相等。因此，分区票制是里程票制的一种简化形式，具有简单实用、方便实施特点。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种城市轨道交通线路分区票价优化方法及系统，为区域票价的设置提供决策依据。为实现上述目的，本专利技术公开了一种城市轨道交通线路分区票价优化方法，包括：确定分区票制的优化目标函数，所述优化目标函数以区域票制接近于里程票制为目标；确定分区数量及初始分区方案，并根据里程票制计算该初始分区方案对应的初始分区票价和优化目标函数值；调整任一分区的边界，并重新根据里程票制计算该调整方案对应的分区票价和优化目标函数值；比较调整前后的优化目标函数值，保留更接近里程票制的分区方案作为下一分区边界调整的对比基准，直至遍历完所有的边界调整方案，得到最接近里程票制的最终分区方案及对应票价。为达上述目的，与上述方法相对应的，本专利技术还公开一种城市轨道交通线路分区票价优化系统，包括：第一模块，用于确定分区票制的优化目标函数，所述优化目标函数以区域票制接近于里程票制为目标；第二模块，用于确定分区数量及初始分区方案，并根据里程票制计算该初始分区方案对应的初始分区票价和优化目标函数值；第三模块，用于调整任一分区的边界，并重新根据里程票制计算该调整方案对应的分区票价和优化目标函数值；比较调整前后的优化目标函数值，保留更接近里程票制的分区方案作为下一分区边界调整的对比基准，直至遍历完所有的边界调整方案，得到最接近里程票制的最终分区方案及对应票价。优选的，上述方法及系统调整分区边界的方案包括：在初始分区方案的基础上逐一调整相邻分区间的边界，直至分区边界调整方案不会带来优化目标函数值的改进为止。本专利技术具有以下有益效果：分区票制方式可视为里程票制的一种简化形式，与里程票制的差异程度是评判区域票制合理性的依据，也是区域票价制定的直接依据；而本专利技术通过不断的寻优，可以得到最接近里程票制的分区方案，从而为区域票价的设置前景提供决策依据。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例公开的城市轨道交通线路分区票价优化方法流程图；图2是长沙地铁2号线一期工程运营线路示意图；图3是长沙地铁2号线一期工程客流密度图；图4是并选取作为优化目标函数以周转量划分作为初始方案的K＝5最优方案图；图5是以最大里程票价偏差bmax-min作为目标函数以及以周转量划分作为初始方案的K＝5最优方案图；图6是按周转量确定初始方案下不同目标函数的收敛图；图7是按客流量确定初始方案下不同目标函数的收敛图；图8是b2为目标函数下K∈[3,13]的最优分区图；图9是b1为目标函数下K∈[3,13]的最优分区图；图10是bmax-min为目标函数下K∈[3,13]的最优分区图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1本实施例以一条线路作为研究对象，该条线路有n个车站，车站集为S＝{s1,s2,...,sn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市轨道交通线路分区票价优化方法，其特征在于，包括：确定分区票制的优化目标函数，所述优化目标函数以区域票制接近于里程票制为目标；确定分区数量及初始分区方案，并根据里程票制计算该初始分区方案对应的初始分区票价和优化目标函数值；调整任一分区的边界，并重新根据里程票制计算该调整方案对应的分区票价和优化目标函数值；比较调整前后的优化目标函数值，保留更接近里程票制的分区方案作为下一分区边界调整的对比基准，直至遍历完所有的边界调整方案，得到最接近里程票制的最终分区方案及对应票价。

【技术特征摘要】
1.一种城市轨道交通线路分区票价优化方法，其特征在于，包括：确定分区票制的优化目标函数，所述优化目标函数以区域票制接近于里程票制为目标；确定分区数量及初始分区方案，并根据里程票制计算该初始分区方案对应的初始分区票价和优化目标函数值；调整任一分区的边界，并重新根据里程票制计算该调整方案对应的分区票价和优化目标函数值；比较调整前后的优化目标函数值，保留更接近里程票制的分区方案作为下一分区边界调整的对比基准，直至遍历完所有的边界调整方案，得到最接近里程票制的最终分区方案及对应票价。2.根据权利要求1所述的城市轨道交通线路分区票价优化方法，其特征在于，所述目标优化函数为平均绝对偏差、平均平方偏差和最大里程票价偏差中的任一函数；其中，从任意车站si到sj两种票价差值的绝对值与对应的客流量pij的乘积之和，除以总客流量P，得到平均绝对差b1；公式如下：P表示在该线路上所有乘客出行的总客流量，pij表示某段时间内从i站到j站的客流量，hij表示从i站到j站的分区票价，和fw分别表示里程计价模式中的固定票价部分和可变票价部分系数，wij表示从i站到j站的距离；从任一车站si到sj两种票价差值的平方值与对应的客流量pij的乘积之和，除以总客流量P，得到平均平方偏差b2，其公式如下：b2=(1/P)Σsi,sj∈Spij|hij-(fw0+fwwij)|2;]]>任意选择两个区域za与zb间出行，并具有同样区域票价的乘客，计算他们在里程票制下的最高票价和最低票价的差值的极大值，得到最大里程票价偏差bmax-min，公式如下：bmax-min=12maxza,zb∈Z[maxi∈za,j∈zb(fw0+fwwij)-mini∈za,j∈zb(fw0+fwwij)].]]>3.根据权利要求1或2所述的城市轨道交通线路分区票价优化方法，其特征在于，根据里程票制计算分区票价采用平均票价方式计价，乘客从区域za到区域zb所需要支付的票价h(za,zb)表示为：h(za,zb)=Σsi∈zaΣsj∈zbfijpij/Σsi∈zaΣsj∈zbpij]]>其中，区域z(si)∈za和z(sj)∈zb的限定表示乘客从区域za的任意一个车站上车，直到从区域zb的任意一个车站下车完成的一次出行。4.根据权利要求1所述的城市轨道交通线路分区票价优化方法，其特征在于，确定初始分区方案包括：采用线路客流周转量或者客流量作为区域划分的依据，按照比例进行划分得到初始分区方案；和/或调整分区边界的方案包括：在初始分区方案的基础上逐一调整相邻分区间的边界，直至分区边界调整方案不会带来优化目标函数值的改进为止。5.根据权利要求1所述的城市轨道交通线路分区票价优化方法，其特征在于，还包括：比较不同分区数下的最终分区方案及对应票价，确定分区票制与里程票制近似的分区数范围，并在一定的近似范围内，推荐分区数少的分区方案。6.一种城市轨道交通线路分区票价优化系统，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓连波，周文梁，杨翊，汪晴，刘国欢，肖龙文，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43