【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通运输，尤其涉及基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法。
技术介绍
1、轨道交通需求分析不可一概简单地等同于客流预测，不同层级的着眼点不同，客流规模未必是决定轨道交通系统布局的唯一因素，都市圈的区域轨道交通需求分析与研究者早已习惯的中心城单一制式地铁网的客流预测有所不同，主要着眼点并非只是客流量级，而是更多地关注客流特征的空间差异性，市域及更大范围的轨道交通需求分析，要基于不同的交通战略方案测试，旨在把握客流规律分析与区域城镇体系布局的吻合性，客流构成特征分析比客流规模预测更为重要，不能把轨道交通的客流预测等同于需求预测，要重视不同圈层、不同区段、不同服务人群客流构成特征的差异性。
2、目前国内都市圈的轨道交通一体化规划研究方兴未艾，但当前轨道交通一体化规划尚处于摸索阶段，迫切需要开展有关理论及技术攻关，填补有关空白，指导轨道交通一体化的规划实践，而轨道交通一体化的客流预测又是轨道交通一体化规划的核心内容之一，是城市轨道交通一体化方案评价和政策制定的依据和前提，由此，针对都市圈多层次轨道交通一体化需求的预测方法具有较高的理论和实际研究价值，因此，本专利技术提出基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，该方法依据预测对象空间范围建立模型预测相关需求，与圈层外客流、圈层通过客流进行叠加，在轨道交通一体化网络中进行
2、为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，包括以下步骤：
3、对都市圈进行圈层划分，划分为高铁圈、城际圈、市域圈、城轨圈，由内向外按圈层分析出行需求的结构、特征要求；
4、针对每个圈层构建交通出行模型进行客流预测，包括对出行客流生成预测、客流分布预测和出行方式划分预测；
5、针对圈层对外通道交通客流进行预测，包括轨道交通对外出行的客流空间分布预测、圈层对外出行方式划分预测；
6、针对圈层对外通道进行融合规划，包括交通廊道识别、客流断面分布分析、提出各层次轨道的初步方案、对初步方案进行客流测试、根据方案适应性对通道进行叠加融合规划；
7、对各圈层进行客流分配，依托四个圈层对应交通出行模型的预测步骤，获得多种轨道交通方式对应的客流量及客流方向分布，进而实施客流需求分配。
8、进一步改进在于：城轨圈用于预测城市市内出行的客流总量及分布，包含枢纽稳态客流在市内的分布；市域圈用于预测城市城区边缘内出行的客流总量及分布，包含部分枢纽稳态客流的分布；城际圈用于预测城市特定半径下辐射至周边城市的出行客流总量及分布，包括有限范围内的定向客流；高铁圈用于预测特定覆盖区域，即都市圈、经济带内城市对外及远途省市际间出行的客流总量及分布。
9、进一步改进在于：对出行客流生成预测，包括以下步骤：
10、客流生成模型构建：各圈层出行客流生成预测中，通过数据拟合回归工具的使用：spss软件对自变量之间的相关性进行检测，从而对自变量进行筛选，即将相关的两个自变量排除掉其中一个，以确保所有参与到回归分析中的自变量的有效性，引入交通小区的可达性作为出行产生量和吸引量的影响因素：
11、可达性指标基准=平均出行距离(km)/平均出行时间(h)，
12、基于以上改进，得到改进的客流生成预测模型：
13、
14、其中，：交通小区发生或吸引的交通量；,,：待定系数；：分区活动的指标，即指与因变量相关系数高的自变量；：交通小区的可达性指标；
15、客流生成周期性变化趋势预测：采用傅里叶级数近似拟合客流生成中随着时间序列包含的天、周、月周期性变化趋势，表达式为：
16、
17、其中，p：时间序列长度；：傅里叶级数；
18、该式即为：
19、
20、式中，
21、
22、
23、其中，x（t）：客流变化周期；：参数向量，初始化为~normal（0，），为周期影响系数；
24、特殊时期客流生成补偿：在节假日、特殊天气时间窗口，客流生成呈现与平时不同的趋势，为减少预测误差，对这些特殊时期进行补偿，公式如下：
25、
26、其中，l：特殊时期集合；i：单个特殊时期；：对应事件的影响因子；：窗口期包含的时间。
27、进一步改进在于：客流分布预测，包括以下步骤：
28、应用重力模型，以od两个区域进行预测，od两个区域之间的出行时间因出行方式的不同而迥异，由此对重力模型区间阻抗引入对数和复合阻抗函数：
29、
30、该式中，表示区间阻抗，表示交通方式种类数量，表示交通方式的出行阻抗；
31、使重力模型的预测结果与未来年的发生、吸引量预测结果一致，将重力模型与增长率法结合，即计算出两个区域间的交通量后，为确保两个区域间的交通量与生成的交通量一致，应用平均增长率法对数据进行校核计算。
32、进一步改进在于：出行方式划分预测，包括以下步骤：
33、基于建立的各圈层目标年全方式出行客流方向分布汇总表，划分出行方式，获得轨道交通各方式客流需求，将客流出行方式划分应用于预测不同出行方式在规划总的交通出行方式中所承担的出行比例，通过巢式logit模型，将交通方式分为二层，第一层为居民出行的主要方式层，即按照市内公交、小汽车和轨道交通这三种交通方式进行划分，第二层是出行子方式层，将轨道交通方式再划分为城市轨道交通和市域铁路两种子方式；
34、在巢式logit模型中，最后一层为两类轨道交通出行方式，其被选用的条件概率计算公式下所示：
35、
36、其中，：选择城市轨道交通出行的条件概率；：选择市域铁路出行的条件概率；：城市轨道交通方式的效用；：市域铁路方式的效用；：轨道交通方式的分层系数；
37、分层系数表示在轨道交通方式同一层中子方式间的相互取代程度，其取值范围为，0值表示子方式之间不存在差别，能做到完全替代；1值表示子方式间为竞争关系，当分层系数取值为1时，巢式logit模型变为二元logit模型，当城市轨道交通的效用和市域铁路的效用均明确，轨道交通的效用表示为上述二者的对数和，其计算公式为：
38、
39、式中为各圈层轨道交通方式的效用；
40、此外，第一层中各交通出行方式被选用的概率计算如下所示：
41、
42、式中代表模型第一层中交通方式被出行者选中的概率。
43、进一步改进在于：轨道交通对外出行的客流空间分布预测，包括以下步骤：
44、综合圈层对外交通需求本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：客流分布预测，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：出行方式划分预测，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：轨道交通对外出行的客流空间分布预测，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：圈层对外出行方式划分预测，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：交通廊道识别，具体为：从区域层面，研判规划范围过往全社会客运量发展趋势，以及主要分布特征，分析轨道交通在综合交通体系中承担的功能；
7.根据权利要求6所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：对初步方案进行客流测
8.根据权利要求7所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：对各圈层进行客流分配，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：客流分布预测，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：出行方式划分预测，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：轨道交通对外出行的客流空间分布预测，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征在于：圈层对外出行方式划分预测，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于空间圈层需求的都市圈轨道交通一体化客流预测方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：光振雄，郑洪，凌汉东，陶志祥，周于轶，吴文伟，周家中，周厚文，李建斌，覃松涛，戢小辉，尤勍，吴兆薇，明小松，黎三平，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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