基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价方法及优化方法技术

本申请公开了一种基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价方法及优化方法，旨在解决现有技术中对公交停靠站点的韧性评价难以做到完善、客观、准确的技术问题。本申请主要包括：确定公交停靠站点研究分类情况与研究场景；基于力学中的弹、黏、塑、脆性理论，面向时间优先、空间优先原则，合理划分公交停靠站点状态，并构建公交停靠站点韧性本构模型；评价公交停靠站点抵抗能力、恢复能力，综合抵抗能力和恢复能力确定公交停靠站点的韧性值，进行韧性客观评价；进行公交停靠站点韧性优化比较分析，获取最优改进方案。本申请评价方法更为完善、客观及可靠；本申请优化方法可操作性强，能有效改善公交停靠站点韧性。有效改善公交停靠站点韧性。有效改善公交停靠站点韧性。

【技术实现步骤摘要】
基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价方法及优化方法


[0001]本专利技术申请涉及城市公交系统韧性评价
，具体涉及一种基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价方法及优化方法。

技术介绍

[0002]人们的日常娱乐及出行活动开始增多。在市区尤其是中心城区举办的演唱会、运动会等大型活动，使得附近交通需求短期内急剧增加，进而严重影响市民出行。另一方面，随着绿色发展理念的深入倡导，人们出行方式开始更多的由私家车转变为公交系统。在公交系统的长期运营中，日常已形成了较为稳定的客流需求。但突增客流若无法及时转运出去，则将对周边交通和公交系统的正常运行产生极大影响。为此，需要对公交停靠站点进行相关的韧性进行评价，从而为优化改进而提供相关的依据或参考。
[0003]目前，现有技术中对公交停靠站点的韧性评价方法有两种：第一种是通过获取公交线路的静态基础数据和动态实时数据，将计算得到的公交车辆到达对应停靠站点的计划到达时间与实际到达时间之差，以及相邻停靠站点时间差当做直角三角形的两条直角边，进而构建韧性三角形评价公交停靠站点的韧性情况，但其数据获取相对较难且数据精度要求较高；第二种是通过专家打分法，综合加权法等运筹学的方法对公交停靠站点进行韧性评价，该方法虽然简单可行，但主观性太强，无法体现交通学科的自然科学的属性特点。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅用于加深对本公开的
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本申请专利技术人结合力学理念与交通知识，考虑乘客不同出行选择优先级情况，创造性的提出一种基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价与优化方法，能改进主观性太强对韧性评价不客观及数据获取较难的问题。
[0006]根据本公开的一个方面，提供一种基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价方法，包括如下步骤：
[0007]S1，确定公交停靠站点研究分类情况及韧性研究场景情况
[0008]S2，对应于力学中的弹、黏、塑、脆性理论，面向乘客候车时间优先、空间优先原则，划分停靠站点的状态情景，并结合候车时间、车内空间、车辆承载力等约束，构建公交停靠站点韧性本构模型；
[0009]S3，采用破坏速率、最差性能值和抵抗阶段全过程数学积分的方法评价抵抗能力，采用恢复速率与恢复阶段全过程数学积分评价恢复能力，综合抵抗能力和恢复能力，通过全过程数学积分和得到停靠站点的韧性值，进行韧性评价。
[0010]在本公开的一些实施例中，在所述步骤S1中，根据公交停靠站点乘客上车可能选择情况，分为：只有单条线路可用的乘客、有多条线路可用且目标明确的乘客和有多条线路可用但无明确目标线路的乘客；停靠站点分类为非换乘站点无滞留乘客、非换乘站点有滞
留乘客和换乘站点；韧性研究场景分为正常情况和异常情况，其中异常情况为大型活动引发的客流激增情况。
[0011]在本公开的一些实施例中，在所述步骤S2中，构建公交停靠站点韧性本构模型的方法为：
[0012](1)构建如下乘客公交停靠站点到站人数与上车人数的函数关系式：
[0013]Y＝KX；
[0014]其中，Y为上车人数；K为上车人数与到站人数的比值系数，其为变量，根据站点韧性状态的不同进行相应变化，在弹性状态下为1；X为到站人数；
[0015](2)构建非换乘站点无滞留乘客情况下的公交停靠站点韧性本构模型
[0016]①
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为弹性状态，则公交停靠站点状态为弹性状态，则上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：
[0017]Y＝KX＝X
[0018][0019]0≤X≤(η
comf
C
‑
A
s
+D
s
)；
[0020]其中，T为发车间隔；T
wait
为乘客候车时间；A
s
为公交车辆到达站点S时的车内人数；D
s
为公交车辆在站点S时的下车人数；C为公交车辆的额定载客量；η
comf
为乘客感到车内空间舒适的阈值；
[0021]②
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为黏性状态，则公交停靠站点状态为黏性状态；则黏性状态前期，上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：
[0022]Y＝KX＝X
[0023][0024](η
comf
C
‑
A
s
+D
s
)＜X≤(η
ij
C
‑
A
s
+D
s
)；
[0025]黏性状态后期，上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：
[0026]Y＝KX＝η
ij
C
‑
A
s
+D
s
[0027][0028](η
ij
C
‑
A
s
+D
s
)＜X≤(η
min
C
‑
A
s
+D
s
)；
[0029]其中，η
min
为乘客开始考虑转移至其它交通方式进行出行的车内空间拥挤度阈值；η
max
为乘客决定转移至其它交通方式进行出行的车内空间拥挤度阈值；η
ij
为乘客目的i、温度j下的公交车内实际拥挤度，其中，i＝1、2、3分别表示高峰期上班、高峰期下班、非高峰期休闲购物，j＝1、2、3分别表示温度舒适的春秋天、温度较高的夏天、温度较低的冬天；
[0030]③
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为塑性状态，则公交停靠站点状态为塑性状态；
[0031]则上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：
[0032]Y＝KX＝η
min
C
‑
A
s
+D
s
[0033][0034](η
min
C
‑
A
s
+D
s
)＜X≤(η
max
C
‑
A
s
+D
s
)；
[0035]④
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为脆性状态，则公交停靠站点状态为脆性状态；则上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：
[0036]Y＝KX＝0
[0037][0038](η
max
C
‑
A
s
+D
s
)＜X；
[0039](3)构建非换乘站点有滞留乘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力学本构模型的公交停靠站点韧性评价方法，包括如下步骤：S1，确定公交停靠站点研究分类情况及韧性研究场景情况S2，对应于力学中的弹、黏、塑、脆性理论，面向乘客候车时间优先、空间优先原则，划分停靠站点的状态情景，并结合候车时间、车内空间、车辆承载力等约束构建公交停靠站点韧性本构模型；S3，采用破坏速率、最差性能值和抵抗阶段全过程数学积分的方法评价抵抗能力，采用恢复速率与恢复阶段全过程数学积分评价恢复能力，综合抵抗能力和恢复能力，通过全过程数学积分和得到停靠站点的韧性值进行韧性评价。2.根据权利要求1所述的公交停靠站点韧性评价方法，其特征在于，在所述步骤S1中，根据公交停靠站点乘客上车可能选择情况，分为：只有单条线路可用的乘客、有多条线路可用且目标明确的乘客和有多条线路可用但无明确目标线路的乘客；停靠站点分类为非换乘站点无滞留乘客、非换乘站点有滞留乘客和换乘站点；韧性研究场景分为正常情况和异常情况，其中异常情况为大型活动引发的客流激增情况。3.根据权利要求1所述的公交停靠站点韧性评价方法，其特征在于，在所述步骤S2中，构建公交停靠站点韧性本构模型的方法为：(1)构建如下乘客公交停靠站点到站人数与上车人数的函数关系式：Y＝KX；其中，Y为上车人数；K为上车人数与到站人数的比值系数，其为变量，根据站点韧性状态的不同进行相应变化，在弹性状态下为1；X为到站人数；(2)构建非换乘站点无滞留乘客情况下的公交停靠站点韧性本构模型
①
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为弹性状态，则公交停靠站点状态为弹性状态，则上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：Y＝KX＝X0≤X≤(η
comf
C
‑
A
s
+D
s
)；其中，T为发车间隔；T
wait
为乘客候车时间；A
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为公交车辆到达站点S时的车内人数；D
s
为公交车辆在站点S时的下车人数；C为公交车辆的额定载客量；η
comf
为乘客感到车内空间舒适的阈值；
②
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为黏性状态，则公交停靠站点状态为黏性状态；则黏性状态前期，上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：Y＝KX＝X(η
comf
C
‑
A
s
+D
s
)＜X≤(η
ij
C
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A
s
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)；黏性状态后期，上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：
Y＝KX＝η
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)＜X≤(η
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)；其中，η
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为乘客开始考虑转移至其它交通方式进行出行的车内空间拥挤度阈值；η
max
为乘客决定转移至其它交通方式进行出行的车内空间拥挤度阈值；η
ij
为乘客目的i、温度j下的公交车内实际拥挤度，其中，i＝1、2、3分别表示高峰期上班、高峰期下班、非高峰期休闲购物，j＝1、2、3分别表示温度舒适的春秋天、温度较高的夏天、温度较低的冬天；
③
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为塑性状态，则公交停靠站点状态为塑性状态；则上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：Y＝KX＝η
min
C
‑
A
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+D
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(η
min
C
‑
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+D
s
)＜X≤(η
max
C
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)；
④
当乘客候车时间为弹性状态，车内空间为脆性状态，则公交停靠站点状态为脆性状态；则上车人数与到站人数之间的函数关系式以及候车时间和车内空间约束条件为：Y＝KX＝0(η
max
C
‑
A
s
+D
s
)＜X；(3)构建非换乘站点有滞留乘客情况下的公交停靠站点韧性本构模型当公交停靠站点为非换乘站点且有滞留乘客时，同时考虑到达的乘客和站点滞留乘客，在考虑乘客车内空间拥挤度情况和车辆承载人数时，优先考虑滞留乘客情况；其车内空间约束分别变为：0≤X≤(η
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：严亚丹，宋天成，孙攀旭，仝佩，翟晓琪，王东炜，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：