考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，包括：采集轨道交通到站时刻表相关数据；采集接驳轨道交通的常规公交的现状发车时刻表数据；采集换乘乘客与非换乘乘客的客流数据；调查并拟合换乘乘客的换乘步行时间；分析乘客的感知站台等待时间成本；构建常规公交时刻表优化模型；获得到优化后的公交时刻表。本发明专利技术在乘客感知时间成本的基础上，将常规公交乘客分为换乘乘客和非换乘乘客两大类，通过分析换乘步行时间与站台等待时间的关系构建接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型，更符合实际公共交通运营情况，可以提高接驳轨道交通的常规公交的服务水平，增大公共交通吸引力，更好地践行“以人为本”的公交服务理念。的公交服务理念。的公交服务理念。

【技术实现步骤摘要】
考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法


[0001]本专利技术涉及城市公共交通运营管理的
，具体涉及一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法。

技术介绍

[0002]近年来随着“公交优先”战略的提出，我国城市已经逐渐形成“轨道交通为骨干，常规公交为主体”的公共交通网络功能布局。然而轨道交通和常规公交的服务范围有限，加之公共交通的快速发展扩大了城市布局，城市居民对交通方式的换乘需求日益增长。尤其是对轨道交通与常规公交之间的换乘优化有待深入研究。
[0003]轨道交通与常规公交的换乘包括公交接驳轨道和轨道接驳公交两种。一方面，公交接驳轨道时，乘客从发车间隔较小的轨道交通换乘到发间间隔稍大的常规公交，对等待时间成本的要求较高，因此公交的发车时刻表可优化空间较大；另一方面，轨道接驳公交时，乘客从发车间隔较大的公交换乘到发车间隔较小的轨道交通，乘客整体的满意度较高，感知等待时间成本较小，可优化空间小。因此接驳轨道交通的常规公交发车时刻表优化更有现实意义，考虑乘客感知时间成本更能为扩大公共交通服务范围和提高乘客搭乘公共交通满意度做出贡献。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，从考虑乘客感知的角度出发，综合考虑换乘乘客与非换乘乘客的感知站台等待时间成本，设计出更好衔接轨道交通的常规公交发车时刻表，提高乘客的出行感知满意度。
[0005]技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，包括以下步骤：
[0007](1)选定待优化的常规公交线路和与之接驳的轨道交通站点内的轨道交通线路，确定研究周期；
[0008](2)采集在研究周期内轨道交通现状运营数据，包括轨道交通线路每车次的到站时刻和总班次数量；
[0009](3)采集待优化的常规公交线路在研究周期内的发车时刻表、运行到指定研究站点的时间、最小发车间隔、最大发车间隔数据；
[0010](4)采集研究周期内轨道交通线路每班次车辆换乘到待优化常规公交线路的换乘客流数据和常规公交站点到达的非换乘乘客客流数据；
[0011](5)获取换乘乘客从轨道交通站点换乘到常规公交站点的换乘步行时间，并进行拟合；
[0012](6)获取换乘乘客在常规公交站点的感知站台等待时间成本；
[0013](7)构建接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型；
[0014](8)求解接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型，获得优化后的公交时刻表。
[0015]进一步地，步骤(1)中根据选定的轨道交通换乘常规公交的客流量的时间分布特征，确定换乘客流量最大的时间段大小为研究周期。
[0016]进一步地，步骤(5)具体步骤如下：
[0017](51)采集每个从轨道交通换乘到常规公交的换乘乘客的换乘步行时间，得到换乘步行时间样本；
[0018](52)利用Matlab软件对换乘步行时间样本进行正态分布拟合，得到拟合后的样本均值μ和方差σ2，得到换乘乘客的换乘步行时间t的概率密度函数如下：
[0019][0020]其中μ和方差σ2分别为换乘步行时间样本的均值和方差。
[0021]进一步地，换乘步行时间样本的数量N≥(Z*a/d)2，其中，Z为标准误差置信水平，a为总体标准差，d为允许误差。
[0022]进一步地，步骤(6)具体步骤如下：
[0023](61)获取若干换乘乘客的调查样本，其中调查样本包括最期待的站台等待时间w
min
和可接受的最大站台等待时间w
max
；
[0024](62)计算最期待的站台等待时间平均值和可接受的最大站台等待时间平均值，计算公式如下：
[0025][0026][0027]其中，N'为换乘乘客感知调查的样本量，w
min
(k)和w
max
(k)分别表示第k个换乘乘客的最期待的站台等待时间和可接受的最大站台等待时间。
[0028](63)根据前景理论中“参考点”的概念，用步骤(62)中求得的和将换乘乘客的实际站台等待时间w分为三段，其中，代表换乘乘客处于“正好赶上”状态，代表换乘乘客处于“站台等待”状态，代表换乘乘客处于“即将放弃”状态；
[0029](64)处于任一状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本等于该状态的感知站台等待时间成本系数与实际站台等待时间的乘积，其中第n种状态的乘客感知站台等待时间成本系数a
n
的取值如下：
[0030][0031]其中，n＝1表示“正好赶上”状态，n＝2表示“站台等待”状态，n＝3表示“即将放弃”状态；
[0032](65)常规公交的两个相邻班次车辆的到达时间内，非换乘乘客的感知站台等待时
间成本C
non
‑
transfer
计算公式如下：
[0033][0034]其中，λ
y
为常规公交y线路的非换乘乘客的平均到达率；TB
y,j+1
为常规公交y线路第j+1车次的到站时刻；TB
y,j
为常规公交y线路第j车次的到站时刻。
[0035]进一步地，假设换乘乘客只能赶上其到达轨道交通站点后到达的常规公交y线路第j车次和第j+1车次，则：
[0036]处于“正好赶上”状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本为：
[0037][0038]处于“站台等待”状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本为：
[0039][0040]处于“即将放弃”状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本为：
[0041][0042]其中，为从轨道交通x线路第i车次换乘到常规公交y线路的处于第n种状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本，TR
x,i
为轨道交通x线路第i车次的到站时刻，t
min
为换乘乘客的最小换乘步行时间。
[0043]进一步地，步骤(7)中接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型为：
[0044][0045]s.t.
[0046]0≤tb
y,j
≤Period
[0047]0≤tb
y,1
≤H
y
[0048][0049]h
y
≤tb
y,j+1
‑
tb
y,j
≤H
y
[0050][0051]其中，C为所有乘客的总感知站台等待时间成本，X为经过轨道交通站点s的轨道交通线路集合，F
x
为经过轨道交通站点s的轨道交通x线路的车次集合，F为经过轨道交通站点s的轨道交通线路的车次集合，Y为经过常规公交站点d的常规公交线路集合，K
y
为经过常规公交站点d的y线路的车次集合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选定待优化的常规公交线路和与之接驳的轨道交通站点内的轨道交通线路，确定研究周期；(2)采集在研究周期内轨道交通现状运营数据，包括轨道交通线路每车次的到站时刻和总班次数量；(3)采集待优化的常规公交线路在研究周期内的发车时刻表、运行到指定研究站点的时间、最小发车间隔、最大发车间隔数据；(4)采集研究周期内轨道交通线路每班次车辆换乘到待优化常规公交线路的换乘客流数据和常规公交站点到达的非换乘乘客客流数据；(5)获取换乘乘客从轨道交通站点换乘到常规公交站点的换乘步行时间，并进行拟合；(6)获取换乘乘客在常规公交站点的感知站台等待时间成本；(7)构建接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型；(8)求解接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型，获得优化后的公交时刻表。2.根据权利要求1所述的一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，其特征在于，步骤(1)中根据选定的轨道交通换乘常规公交的客流量的时间分布特征，确定换乘客流量最大的时间段大小为研究周期。3.根据权利要求1所述的一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，其特征在于，步骤(5)具体步骤如下：(51)采集每个从轨道交通换乘到常规公交的换乘乘客的换乘步行时间，得到换乘步行时间样本；(52)利用Matlab软件对换乘步行时间样本进行正态分布拟合，得到拟合后的样本均值μ和方差σ2，得到换乘乘客的换乘步行时间t的概率密度函数如下：其中μ和方差σ2分别为换乘步行时间样本的均值和方差。4.根据权利要求3所述的一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，其特征在于，换乘步行时间样本的数量N≥(Z*a/d)2，其中，Z为标准误差置信水平，a为总体标准差，d为允许误差。5.根据权利要求1所述的一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，其特征在于，步骤(6)具体步骤如下：(61)获取若干换乘乘客的调查样本，其中调查样本包括最期待的站台等待时间w
min
和可接受的最大站台等待时间w
max
；(62)计算最期待的站台等待时间平均值和可接受的最大站台等待时间平均值，计算公式如下：
其中，N'为换乘乘客感知调查的样本量，w
min
(k)和w
max
(k)分别表示第k个换乘乘客的最期待的站台等待时间和可接受的最大站台等待时间。(63)根据前景理论中“参考点”的概念，用步骤(62)中求得的和将换乘乘客的实际站台等待时间w分为三段，其中，代表换乘乘客处于“正好赶上”状态，代表换乘乘客处于“站台等待”状态，代表换乘乘客处于“即将放弃”状态；(64)处于任一状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本等于该状态的感知站台等待时间成本系数与实际站台等待时间的乘积，其中第n种状态的乘客感知站台等待时间成本系数a
n
的取值如下：其中，n＝1表示“正好赶上”状态，n＝2表示“站台等待”状态，n＝3表示“即将放弃”状态；(65)常规公交的两个相邻班次车辆的到达时间内，非换乘乘客的感知站台等待时间成本C
non
‑
transfer
计算公式如下：其中，λ
y
为常规公交y线路的非换乘乘客的平均到达率；TB
y,j+1
为常规公交y线路第j+1车次的到站时刻；TB
y,j
为常规公交y线路第j车次的到站时刻。6.根据权利要求5所述的一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方法，其特征在于，假设换乘乘客只能赶上其到达轨道交通站点后到达的常规公交y线路第j车次和第j+1车次，则：处于“正好赶上”状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本为：处于“站台等待”状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本为：处于“即将放弃”状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本为：其中，为从轨道交通x线路第i车次换乘到常规公交y线路的处于第n种状态的换乘乘客的感知站台等待时间成本，TR
x,i
为轨道交通x线路第i车次的到站时刻，t
min
为换乘乘客的最小换乘步行时间。7.根据权利要求1所述的一种考虑乘客感知的接驳轨道交通常规公交时刻表优化方
法，其特征在于，步骤(7)中接驳轨道交通的常规公交时刻表优化模型为：s.t.0≤tb
y,j...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓卫，刘英媛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：