本发明专利技术公开了一种基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法和系统，将实时客流数据与运力配置数据传入本发明专利技术所述的互馈模型中，得到客流分配方案与运力配置方案，若得到的客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，则实施目前的运力资源配置方案；若不在规定范围内，则将此时客流数据输入到互馈模型中重新计算，如此往复，达到客流与运力资源的动态耦合。本发明专利技术在交通方式的效用函数中加入了影响运力资源配置的变量，同时，在空港枢纽陆侧交通系统的利润函数加入影响旅客选择交通方式行为的变量，以此达到互馈模型中两个子模型互相影响的目的，最终使客流与运力流达到动态平衡，多交通方式间达到运力资源配置平衡。衡。衡。
【技术实现步骤摘要】
基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法和系统
[0001]本专利技术属于空港枢纽交通调度领域，涉及一种空港客流与陆侧多交通方式动态耦合的方法和系统，尤其是能够在客流突发大规模变化下对陆侧交通运力配置方案进行调整。
技术介绍
[0002]超大型空港枢纽是连接空中交通和地面交通的中心环节，承担着疏散呈脉冲式出现的航空旅客流的责任。空港枢纽陆侧交通方式众多，集公交大巴、出租车、轨道交通和私人交通等多种交通方式于一体，旅客可选择任意一种交通方式离开机场。通常来说，枢纽机场陆侧公共交通的调度方案不会随着客流变化进行调整，这就会导致一种或多种交通方式运力无法与实时客流耦合，旅客在换乘时会出现某种交通方式排队人数过多，旅客排队时间过长，或者出现某种交通方式无人问津，运力资源过剩。以专利《基于双层规划的客运枢纽多交通方式的运力匹配方法》（申请号：202010350462 .1）为代表，提出了空港枢纽陆侧多交通方式运力匹配的模型，但却未对客流与运力流间的动态耦合进行深入研究。
技术实现思路
[0003]为了考虑空港枢纽集散动作频繁的客流变化与陆侧交通运力资源配置的相互影响，本专利技术提供一种基于互馈模型的客流与运力流动态耦合方法和系统，该方法不仅能基于动态变化的航空客流对陆侧交通方式进行动态调整，而且能够达到陆侧各交通方式之间运力资源匹配的效果。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供了一种基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，其包括如下步骤：1）根据实时客流数据和运力配置数据，基于互馈模型得到客流分配方案与运力配置方案，其中，互馈模型的主模型为运力资源配置模型，反馈模型为客流分配模型；运力资源配置模型得到当前客流分配情况下最优运力资源配置方案，并输出运力资源配置方案的决策变量，将决策变量传入客流分配模型中得到客流分配方案；所述客流分配模型中旅客选择各交通方式的性价比函数配置为与所述决策变量相关，所述运力资源配置模型中交通系统的利润函数配置为与旅客选择交通方式的行为相关；2）反馈模型得到平衡后的客流分配方案以及运力资源配置方案之后，与实时脉冲客流相比较，若客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，则实施目前的运力资源配置方案；若不在规定范围内，则将此时客流数据输入到互馈模型中重新计算，直至客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，输出最终运力资源配置方案。
[0005]进一步的，所述反馈模型中的性价比函数与所述决策变量相关，反馈模型得到的客流分配方案随着主模型的运力资源配置方案的变化而变化。
[0006]进一步的，所述步骤1）中的客流分配模型为随机效用模型；旅客可选择i种出行方
式离开机场，各交通方式的性价比函数即为效用函数，各交通方式性价比大小即为路径阻抗。
[0007]进一步的，本专利技术选择三个指标作为衡量选择某种交通方式的“性能”。其一，旅客搭乘该种交通方式能够离开机场的距离数；其二，旅客在搭乘该种交通方式时感到“舒适度”的距离数，对于旅客感知到的“舒适度”是以交通方式的拥挤程度作为衡量参数；其三，旅客利用等候该种交通方式的时间去乘坐私家车而离开机场的距离数，这是指标作为“负性能”指标，与前面两个指标对性能的影响成反比。
[0008]进一步的，本专利技术中，所述的离开机场的出行方式包括大巴公交、轨道交通、出租车和私人交通，其中大巴公交包括巴士车型和公交车型。
[0009]进一步的，空港枢纽陆侧行人交通系统由陆侧四种交通运输主体和到港旅客构成。对于陆侧交通运输主体来说，目的是将到港旅客协同有序地送出机场，同时达到运营利润最大；对于到港旅客来说，舒适便捷地快速离开机场便是目的。因此，本方法构建空港枢纽行人交通系统的利润函数，以系统利润为目标函数，以机场巴士公交的发车间隔、轨道交通的票价、出租车的单位服务数量为决策变量，当系统利润达到最大时，输出多交通资源配置方案。
[0010]本专利技术还公开了一种基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合系统，该系统包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储可在所述处理单元上运行的计算机程序；所述处理单元执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法。
[0011]与现有技术相比，本专利技术基于空港枢纽旅客交通方式选择行为机理，构建旅客乘坐陆侧各交通方式的效用函数，得到客流分配方案。将客流分配方案输入，通过多目标优化方法构建空港枢纽陆侧行人交通系统的系统利润，输出各交通方式的调度方案。反过来，将陆侧交通方式的调度方案作为输入，通过旅客交通方式选择行为研究得到当前调度方案下的最佳客流分配方案。随之与实时采集的客流情况进行对比，当客流分配方案差异度超出规定范围时，进行新一轮的运力资源配置方案。如此往复，形成客流与运力流互相反馈的模型，实现空港枢纽客流与运力流的动态耦合。
[0012]本专利技术不仅能基于动态变化的航空客流对陆侧交通方式进行动态调整，而且能够达到陆侧各交通方式之间运力资源匹配的效果。
附图说明
[0013]图1为本专利技术基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法的流程图；图2为本专利技术互馈模型的流程图。
具体实施方式
[0014]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0015]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数
形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0016]为了考虑空港枢纽集散动作频繁的客流变化与陆侧交通运力资源配置的相互影响，本专利技术提供一种基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：1）根据实时客流数据和运力配置数据，基于互馈模型得到客流分配方案与运力配置方案，其中，互馈模型的主模型为运力资源配置模型，反馈模型为客流分配模型；运力资源配置模型得到当前客流分配情况下最优运力资源配置方案，并输出运力资源配置方案的决策变量，将决策变量传入客流分配模型中得到客流分配方案；所述客流分配模型中旅客选择各交通方式的性价比函数配置为与所述决策变量相关，所述运力资源配置模型中交通系统的利润函数配置为与旅客选择交通方式的行为相关；2）反馈模型得到平衡后的客流分配方案以及运力资源配置方案之后，与实时脉冲客流相比较，若客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，则实施目前的运力资源配置方案；若不在规定范围内，则将此时客流数据输入到互馈模型中重新计算，如此往复，直至客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，输出最终运力资源配置方案，达到客流与运力资源的动态耦合。
[0017]本专利技术所述的互馈模型流程如图2所示，基于空港枢纽旅客的特征设计枢纽机场陆侧四种交通方式的效用函数，通过基于Logit
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，其特征在于，包括如下步骤：1）根据实时客流数据和运力配置数据，基于互馈模型得到客流分配方案与运力配置方案，其中，互馈模型的主模型为运力资源配置模型，互馈模型的反馈模型为客流分配模型；运力资源配置模型得到当前客流分配情况下最优运力资源配置方案，并输出运力资源配置方案的决策变量，将决策变量传入客流分配模型中得到客流分配方案；所述客流分配模型中旅客选择各交通方式的性价比函数配置为与所述决策变量相关，所述运力资源配置模型中交通系统的利润函数配置为与旅客选择交通方式的行为相关；2）反馈模型得到平衡后的客流分配方案以及运力资源配置方案之后，与实时脉冲客流相比较，若客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，则实施目前的运力资源配置方案；若不在规定范围内，则将此时客流数据输入到互馈模型中重新计算，直至客流分配方案与实时客流的差异度在规定范围内，输出最终运力资源配置方案。2.根据权利要求1所述的基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，其特征在于，所述客流分配模型表达式如下：于，所述客流分配模型表达式如下：其中，旅客可选择i种出行方式离开机场，为选择不同交通方式的客流量，Q为到港的客流总量，为出行者选择交通方式i的概率。3.根据权利要求1或2所述的基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，其特征在于，所述步骤1）中的客流分配模型为随机效用模型；旅客可选择i种出行方式离开机场，各交通方式的性价比函数即为效用函数，各交通方式性价比大小即为路径阻抗；根据随机效用理论，将效用分为两个部分：其中，为系统效应， 为效用的随机部分；出行者选择交通方式i的概率是：。4.根据权利要求3所述的基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，其特征在于，所述效用的随机部分服从独立同分布的Gumbel分布，推导出Logit模型，Logit模型下出行者选择交通方式i的概率为：
令表示出行者n选择交通方式所用的性价比，当性价比最大时该种交通方式被选中，即，由可得，有，其中为出行者n选择第i种交通方式的实际性价比，为随机误差项；经过变换，多交通方式选择概率公式为：其中，表示一个正的兑换参数，衡量出行者的感知阻抗与实际阻抗之间的误差，当它趋于无穷大时，表示出行者的感知阻抗与实际阻抗相差很小，此时第i种交通方式的选择概率趋于1；当它趋于零时，表示出行者的选择几乎不受实际阻抗的影响，各种交通方式会以均等的概率被选中。5.根据权利要求4所述的基于互馈模型的空港客流与运力流动态耦合方法，其特征在于，所述的离开机场的出行方式包括：大巴公交、轨道交通、出租车和私人交通，其中大巴公交包括巴士车型和公交车型；旅客乘坐巴士车型的性价比函数为：其中，为旅客乘坐l号巴士离开机场的距离；为l号巴士与现状相比的发车间隔变化率，平均发车间隔增加时为正，减小时为负；为等待l号巴士的平均时间；为私家车的平均速度；为乘坐l号巴士所花费的票价；旅客乘坐公交车型的性价比函数为：其中，为旅客乘坐l号公...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗喜伶，白东梅，胡依婷，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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