[發(fā)明專利]一種城軌路網(wǎng)突發(fā)事件條件下客流估算系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410484813.2
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104239726B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦勇;王子洋;于鴻飛;賈利民;趙忠信;曾璐;杜渺;梁平;孫方;戰(zhàn)明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務(wù)所 32254
• 代理人: 馬勇

1.一種城軌路網(wǎng)突發(fā)事件條件下客流估算系統(tǒng)，其特征在于，包括：

存儲模塊，用于存儲歷史同期客流OD數(shù)據(jù)，以及路網(wǎng)部分線路區(qū)間發(fā)生中斷運(yùn)營的情況下途經(jīng)中斷區(qū)間的路徑數(shù)據(jù)；

路徑比率分配模塊，用于對路網(wǎng)中的路徑阻抗以及有效路徑進(jìn)行定義，建立路徑搜索算法獲得各個OD之間的有效路徑，并利用效用理論通過阻抗計(jì)算出OD對之間多路徑選擇的概率；

所述路徑比率分配模塊中路徑阻抗計(jì)算方法如下：

(1)計(jì)算時間阻抗

①計(jì)算列車運(yùn)行時間

列車運(yùn)行時間是指乘客在城市軌道交通列車上的時間，它包含兩部分：區(qū)間運(yùn)行時間和停站時間：

式中：為從a站到b站這一OD第k條路徑的列車運(yùn)行時間；T_i,j為路徑k上i站到j(luò)站的運(yùn)行時間；T_s為列車經(jīng)過中間站的停站時間；

②計(jì)算換乘時間

換乘時間是指乘客在換乘站列車以外所花費(fèi)的時間，它包括兩部分：換乘走行時間和換乘候車時間；

式中：為a站到b這一OD第k條路徑的總換乘時間；為路徑k上從m號線換乘到n號線的換乘時間；為從m號線換乘到n號線的走行時間；為從m號線換乘到n號線的候車時間；α₁為換乘時間的懲罰系數(shù)；

換乘走行時間的計(jì)算公式為：

式中：為在路徑k上從m號線換乘到n號線的走行距離，為在t時段在路徑k上從m號線換乘到n號線的平均步行速度；

換乘候車時間的計(jì)算公式為：

式中：Hⁿ為換乘線路n的發(fā)車間隔；

③進(jìn)站和出站時間

進(jìn)、出站時間為：

式中：分別為進(jìn)站閘機(jī)至起點(diǎn)站a站臺的走行時間、下車至終點(diǎn)站b的出站閘機(jī)走行時間；

(2)計(jì)算擁擠度阻抗

滿載率計(jì)算公式如下：

式中：δ為列車滿載率；P為客流量,通常指單位時間內(nèi)的斷面客流量；D為運(yùn)輸能力；u為單位時間內(nèi)列車開行數(shù)量；Y為車輛定員；B為列車編組數(shù)量，Y*B也就是整列車定員；

擁擠度阻抗：

Q(δ)式中，軌道交通網(wǎng)絡(luò)中某區(qū)段上的擁擠系數(shù)；0、A、B分別對應(yīng)三個等級的擁擠系數(shù)，A為一般擁擠時的額外時間開銷系數(shù)；B為過度擁擠時的額外時間開銷系數(shù)；δ₀為當(dāng)車內(nèi)乘客人數(shù)等于座位數(shù)時的滿載率；當(dāng)車內(nèi)人數(shù)等于定員時，滿載率為1；

(3)計(jì)算換乘懲罰

用公式表示如下：

式中，是第w個OD對之間第k條路徑的換乘次數(shù)，α₂為換乘懲罰系數(shù)；

(4)計(jì)算留乘時間

附加擁擠系數(shù)可以用指數(shù)形式表示：

式中：η和為參數(shù)；x_i為到達(dá)i站的客流量；c為列車最大載客量；

i站的留乘時間為：

式中：T_i^γ為i站的留乘時間；γ_i為i站的附加擁擠系數(shù)；為在i站候車開往n線路方向的發(fā)車間隔；

所有車站總留乘時間為：

T^γ＝∑T_i^γ

(5)計(jì)算乘客綜合出行阻抗

乘客綜合阻抗函數(shù)，表示為：

受影響客流篩選和重分布模塊，用于對受影響的客流進(jìn)行分類篩選和重分布計(jì)算；

客流估算模塊，用于將存儲模塊中的歷史同期客流OD數(shù)據(jù)輸入至路徑比率分配模塊，對日常情況下的客流進(jìn)行加載，輸出日常客流的推演結(jié)果；并將日常客流的推演結(jié)果、存儲模塊中途經(jīng)中斷區(qū)間的路徑數(shù)據(jù)輸入至受影響客流篩選和重分布模塊，根據(jù)受影響客流篩選和重分布模塊的輸出結(jié)果計(jì)算出受影響客流的指標(biāo)值；

所述受影響客流的分類篩選方法為：將所述受影響客流分為無法到達(dá)目的地的客流，需要繞行的客流，徑路擁擠度提升、服務(wù)水平下降的客流，出行未受到中斷區(qū)間影響的客流；

無法到達(dá)目的地的客流包括當(dāng)路網(wǎng)未被中斷區(qū)間割裂時，無法到達(dá)目的地的客流僅包括起點(diǎn)或訖點(diǎn)位于中斷區(qū)間內(nèi)部的客流；當(dāng)路網(wǎng)被中斷區(qū)間割裂為多個互不連通的子路網(wǎng)時，其除了前述客流外還包括出行起訖點(diǎn)位于不同子路網(wǎng)的客流；

需要繞行的客流包括事故發(fā)生時尚未進(jìn)入路網(wǎng)的客流；事故發(fā)生后已經(jīng)位于路網(wǎng)中，但是尚未到達(dá)中斷區(qū)間的客流；以及事故發(fā)生后已經(jīng)位于路網(wǎng)中，已經(jīng)通過了中斷區(qū)間的客流；

所述受影響客流的重分布計(jì)算方法為：

受影響的客流分為兩類：無法抵達(dá)目的地的OD客流、出行路徑發(fā)生改變的OD客流，對上述兩類客流進(jìn)行不同的處理方法：

(1)對無法通過軌道交通換乘抵達(dá)目的地的OD客流：O點(diǎn)在在中斷區(qū)間內(nèi)的客流不參與客流分配；事故發(fā)生后未上車的乘客和事故發(fā)生時已經(jīng)在最初選擇的路徑上的乘客，按照最初選擇的路徑走到可達(dá)的最后一站，將這一站更改為D站進(jìn)行客流分配；

(2)對出行路徑發(fā)生改變的OD客流：事故發(fā)生后還未上車的乘客，按照新的路徑選擇比例進(jìn)行配流；事故發(fā)生時已經(jīng)在最初選擇的路徑上的乘客：若乘客在車站里，將該站改為O，按照新的路徑選擇比例進(jìn)行配流；若乘客在區(qū)間里，將下一個換乘站改為O按照新的路徑選擇比例進(jìn)行配流；

某一OD有效路徑的效用值S_i，假設(shè)某一OD有效路徑集為N，i＝1,2,...n，區(qū)間中斷造成路徑k不可用，余下的路徑客流分配比例為：

在基礎(chǔ)路網(wǎng)中將中斷區(qū)間設(shè)置為不可用狀態(tài)：在常態(tài)網(wǎng)絡(luò)的全OD客流分配路徑中刪除所有途經(jīng)中斷區(qū)間的路徑，重新生成區(qū)間運(yùn)營中斷條件下路網(wǎng)OD的多路徑客流分配比例，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)動態(tài)分布客流的計(jì)算，步驟如下：

①對原OD表中所有OD對進(jìn)行配流，配流結(jié)果存儲在“OD配流中間表”中；

②篩選出受中斷影響的OD對，保存結(jié)果集；

③刪除“OD配流中間表”中與“受影響客流OD對”相關(guān)聯(lián)的記錄；

④刪除“OD配留中間表”中O站在中斷區(qū)間內(nèi)的客流記錄；

⑤重新計(jì)算路網(wǎng)有效路徑以及分配比例，并對“受影響客流OD對”進(jìn)行再分配，結(jié)果存儲在“OD配流中間表”中；

⑥對受影響客流進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城軌路網(wǎng)突發(fā)事件條件下客流估算系統(tǒng)，其特征在于，受影響的客流指標(biāo)為中斷區(qū)間外的車站客流進(jìn)站人數(shù)、出站人數(shù)、換乘站換入人數(shù)、換乘站換出人數(shù)、受影響斷面客流量以及中斷區(qū)間內(nèi)的車站站內(nèi)滯留人數(shù)，所述受影響的客流指標(biāo)值計(jì)算方法為：中斷區(qū)間外的車站客流進(jìn)站人數(shù)、出站人數(shù)、換乘站換入人數(shù)、換乘站換出人數(shù)、受影響斷面客流量直接從OD配流中間表中得到，中斷區(qū)間內(nèi)的車站站內(nèi)滯留人數(shù)的計(jì)算方法為：

Retention(t)_i＝Retention(t-1)_i+Section(t)_ij+In(t)_i-Out(t)_i

+TranIn(t)_i-TranOut(t)_i

式中：Retention(t)_i指t時段車站i的站內(nèi)人數(shù)；

Section(t)_ij指t時段區(qū)間i-j的斷面客流量；

In(t)_i是t時段車站i的進(jìn)站人數(shù)；

Out(t)_i是t時段車站i的出站人數(shù)；

TranIn(t)_i是t時段車站i的換入人數(shù)；

TranOut(t)_i是t時段車站i的換出人數(shù)。