一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法，所述方法包括：S1：获取城市轨道交通物理网络信息、运营网络信息和突发事件信息；S2：基于获取的信息，确定突发事件在城市轨道交通网络内的影响空间和影响时间，并在所述影响空间内发布突发事件的影响时间；S3：综合城市轨道交通和其他交通方式，考虑突发事件下城市轨道交通乘客的出行选择行为特征，预测突发事件下城市轨道交通网络的断面客流；S4：根据城市轨道交通网络中有效路径状态和客流拥挤度，综合考虑其他交通方式，基于轨道交通乘客的路径规划请求，为乘客规划出行路径；该方法为突发事件下信息发布范围提供技术支撑以及为乘客提供个性化的出行信息服务奠定技术基础。

【技术实现步骤摘要】
一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法
本专利技术涉及城市轨道交通
更具体地，涉及一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法。
技术介绍
城市轨道交通以其运量大、速度快、时间准、污染少及安全性好等特点逐渐成为城市客运交通系统的骨干。而各类突发事件的频繁发生，如运营设施与设备功能失效等，会导致线路列车运营中断、线路停运甚至是线网瘫痪，极大地降低了轨道交通系统的运行可靠性。尤其在城市轨道交通快速发展的背景下，部分城市轨道交通已进入网络化运营时代，如北京、上海、广州等。与单线运营相比，在网络化运营时代突发事件对整个轨道交通系统的波及联动效应更加突出，极易造成大量乘客的滞留，不仅增加车站的运营管理难度，还会造成车站客流拥挤、踩踏等运营事故。为了保障轨道交通系统运营安全、提高乘客满意度，当发生突发事件导致列车运营中断时，轨道交通运营部门有必要为乘客提供出行路径引导信息，诱导乘客避开客流拥挤区段出行，缓解突发事件引发的客流拥挤。但是，目前轨道交通运营部门通常直接在全网发布突发事件导致的列车延误信息，而不发布出行路径引导信息，由乘客自行做出出行决策。同时，也鲜有研究提出突发事件下轨道交通乘客的出行路径规划方法。由于突发事件下列车运营中断的时间不同，其影响范围也不同。在不受影响的车站和线路发布突发事件信息，会引起乘客恐慌，降低乘客对轨道交通的满意度。另外，如果由乘客自行做出出行决策，对于不熟悉路网结构的乘客，他们难以及时调整出行路径；对于熟悉路网结构的乘客，他们可能会集中疏解到部分车站和区段，导致客流严重拥挤。因此，需要提供一种能够确定突发事件影响范围并发布突发事件信息、为乘客提供出行路径引导信息的突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法，提高乘客满意度，疏散客流，减少突发事件下客流拥挤现象。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法，以确定突发事件影响范围并发布突发事件信息，为乘客提供出行路径引导信息，提高乘客满意度，疏散客流，减少突发事件下客流拥挤现象。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术公开了一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法，所述方法包括：S1：获取城市轨道交通物理网络信息、运营网络信息和突发事件信息；S2：基于获取的信息，确定突发事件在城市轨道交通网络内的影响空间和影响时间，并在所述影响空间内发布突发事件的影响时间；S3：综合城市轨道交通和其他交通方式，考虑突发事件下城市轨道交通乘客的出行选择行为特征，预测突发事件下城市轨道交通网络的断面客流；S4：根据城市轨道交通网络中有效路径状态和客流拥挤度，综合考虑其他交通方式，基于轨道交通乘客的路径规划请求，为乘客规划出行路径。优选地，所述城市轨道交通物理网络信息为城市轨道交通的物理网络拓扑数据和有效路径集合；所述运营网络信息为列车正常运营下的分时站间客流分布数据和计划列车时刻表；所述突发事件信息为突发事件的发生时刻、中断车站和预计持续时间。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：S21：基于所述突发事件信息，计算车站的受影响时间，所述受影响时间为其中，其中，表示线路l(i)上车站k受突发事件影响的时间范围；和分别是其受影响的起始时间和终止时间；t突发是突发事件的发生时刻；是突发事件预计持续时间；h是线路l(i)上初始受影响的车站；是车站j的列车停站时间；是车站j和车站j+1之间的列车运行时间；S22：根据受影响起讫站界定规则，确定轨道交通网络中间接受影响车站；S23：根据突发事件的预计持续时间，在中断车站和间接受影响车站发布突发事件的突发事件信息和影响时间。优选地，所述受影响起讫站界定规则为：如果起讫站间存在一条有效路径途经突发事件下的中断车站或线路，且原计划途经时间在其受影响时间范围内，则该起讫站为受影响起讫站，该起点站和终点站即为间接受影响车站。优选地，所述S3包括：S31：应用二重扫除算法生成城市轨道交通网络中的有效路径集合，结合不同起讫点间公交、出租车的出行方案属性值，构建突发事件下的多方式备选方案集，所述多方式备选方案集为S＝{L1,L2,L3,L4,L5,L6,}其中，L1是轨道交通内部受突发事件影响的路径，L2是轨道交通内部的绕行路径，L3是公交出行路径，L4是出租车出行路径，L5是轨道交通和公交的组合出行路径，L6是轨道交通和出租车的组合出行路径；若Li(i＝1,2,…,6)有多种属性值，则取时间最短路径的属性值。S32：构建突发事件下乘客出行方案选择偏好模型，所述偏好模型为其中，对于起点站为r、终点站为s的备选出行方案集合Krs中第i个出行方案，为乘客n选择该方案的概率；为其效用函数；和分别表示出行时间、出行费用和换乘次数；Xd为固有哑元，对于第1个出行方案Xd＝1，对于其他出行方案Xd＝0；Tdelay为轨道交通运营方发布的影响时间；α0,α1,α2,α3,α4分别为其对应的系数；预测城市轨道交通网络中起讫站间客流分布为其中，对于第j时段内的受影响起讫站rs，是起讫站rs间客流预测值，是列车正常运营下的站间客流值，和分别是突发事件下备选方案L1和L2被选择的概率，是其他受影响起讫站间选择备选方案L5和L6的客流在更新轨道交通起讫点后、加载在起讫站rs间的客流值；S33：基于城市轨道交通站间客流预测值，应用随机客流加载算法计算轨道交通内部有效路径集合中各路径的被选择概率，得到所述各路径的客流量，从而得到轨道交通断面客流，所述被选择概率为其中，对于起讫站rs间的第k条出行路径，是其被选择的概率，是其效用函数，和分别是其出行时间、换乘次数、换乘时间和角度费用，δ1，δ2，δ3和δ4分别为其对应的系数。角度费用是出行路径中每一区间走向与起讫站间直达方向的偏离，计算公式如下：其中，起讫站rs间的第k条路径的角度费用，Li是该路径第i个区间的长度，θi是该路径第i个区间与起讫站rs间直达方向的夹角，取值范围是(0,π)，是该路径的区间个数。优选地，所述S4中为乘客规划的出行路径包括：若起讫站间存在有效路径：推送轨道交通内部的效用最大路径、时间最短路径和拥挤度最小路径，并显示各路径出行时间、换乘次数和拥挤状态；若起讫站间不存在有效路径，但仅部分区段失效：推送轨道交通内部的效用最大路径，并显示路径的预计等待时间、出行时间、换乘次数和拥挤状态；推送轨道交通和公交组合出行路径，并显示路径的出行时间、换乘次数和轨道交通区段的拥挤状态；推送轨道交通和出租车组合出行路径，显示路径的出行时间、换乘次数和轨道交通区段的拥挤状态；若起讫站间不存在有效路径，且全部区段失效：推送轨道交通内部的效用最大路径，并显示路径的预计等待时间、出行时间、换乘次数和拥挤状态；推送公交出行的时间最短路径，并显示路径的出行时间和换乘次数；推送出租车出行的时间最短路径，并显示路径的出行时间和换乘次数。优选地，所述拥挤度的计算公式为其中，为起讫站rs间路径k的客流拥挤度；σij为区间(i,j)的列车满载率；Tij为区间(i,j)的列车运行时间；为rs间路径k的总区段数；fij为单位时间内区间(i,j)的断面客流量；n为单位时间内列车开行数量；P为列车最大运输能力，随列车车型不同而异；所述拥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取城市轨道交通物理网络信息、运营网络信息和突发事件信息；S2：基于获取的信息，确定突发事件在城市轨道交通网络内的影响空间和影响时间，并在所述影响空间内发布突发事件的影响时间；S3：综合城市轨道交通和其他交通方式，考虑突发事件下城市轨道交通乘客的出行选择行为特征，预测突发事件下城市轨道交通网络的断面客流；S4：根据城市轨道交通网络中有效路径状态和客流拥挤度，综合考虑其他交通方式，基于轨道交通乘客的路径规划请求，为乘客规划出行路径。

【技术特征摘要】
1.一种突发事件下城市轨道交通乘客出行路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取城市轨道交通物理网络信息、运营网络信息和突发事件信息；S2：基于获取的信息，确定突发事件在城市轨道交通网络内的影响空间和影响时间，并在所述影响空间内发布突发事件的影响时间；S3：综合城市轨道交通和其他交通方式，考虑突发事件下城市轨道交通乘客的出行选择行为特征，预测突发事件下城市轨道交通网络的断面客流；S4：根据城市轨道交通网络中有效路径状态和客流拥挤度，综合考虑其他交通方式，基于轨道交通乘客的路径规划请求，为乘客规划出行路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述城市轨道交通物理网络信息为城市轨道交通的物理网络拓扑数据和路径集合；所述运营网络信息为列车正常运营下的分时站间客流分布数据和计划列车时刻表；所述突发事件信息为突发事件的发生时刻、中断车站和预计持续时间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：S21：基于所述突发事件信息，计算车站的受影响时间，所述受影响时间为其中，其中，表示线路l(i)上车站k受突发事件影响的时间范围；和分别是其受影响的起始时间和终止时间；t突发是突发事件的发生时刻；是突发事件预计持续时间；h是线路l(i)上初始受影响的车站；是车站j的列车停站时间；是车站j和车站j+1之间的列车运行时间；S22：根据受影响起讫站界定规则，确定轨道交通网络中间接受影响车站；S23：根据突发事件的预计持续时间，在中断车站和间接受影响车站发布突发事件的突发事件信息和影响时间。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述受影响起讫站界定规则为：如果起讫站间存在一条有效路径途经突发事件下的中断车站或线路，且原计划途经时间在其受影响时间范围内，则该起讫站为受影响起讫站，该起点站和终点站即为间接受影响车站。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3包括：S31：应用二重扫除算法生成城市轨道交通网络中的有效路径集合，结合不同起讫点间公交、出租车的出行方案属性值，构建突发事件下的多方式备选方案集，所述多方式备选方案集为S＝{L1,L2,L3,L4,L5,L6,}其中，L1是轨道交通内部受突发事件影响的路径，L2是轨道交通内部的绕行路径，L3是公交出行路径，L4是出租车出行路径，L5是轨道交通和公交的组合出行路径，L6是轨道交通和出租车的组合出行路径；若Li(i＝1,2,…,6)有多种属性值，则取时间最短路径的属性值。S32：构建突发事件下乘客出行方案选择偏好模型，所述偏好模型为其中，对于起点站为r、终点站为s的备选出行方案集合Krs中第i个出行方案，为乘客n选择该方案的概率；为其效用函数；和分别表示出行时间、出行费用和换乘次数；Xd为固有哑元，对于第1个出行方案Xd＝1，对于其他出行方案Xd＝0；Tdelay为轨道交通运营方发布的影响时间；α0,α1,α2,α3,α4分别为其对应的系数；预测城市轨道交通网络中起讫站间客流分布为其中，对于第j时段内的受影响起讫站rs，是起讫站rs间客流预测值，是列...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚恩建，刘莎莎，唐英，程欣，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11