[發明專利]一種基于多源數據校核的多方式出行O-D需求估計方法

有效

• 申請號: 201711001757.2
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN108009972B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 四兵鋒;楊小寶;高自友
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q50/30
• 分類號: G06Q50/30;G06Q10/04
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種基于多源數據校核的多方式出行O-D需求估計方法，其特征在于，包括：

S1.選取交通網中的基本元素，根據基本元素之間的出行需求建立城市多方式交通網絡模型表示為G(M,N,A)，其中M為路網中出行方式的集合，N是節點集合，A為路網中路段集合；

所述城市多方式交通網絡模型中包括以下基本元素：

節點，

所述節點包括：

產生出行需求的小區節點集合R，其元素用r表示，即

吸引出行需求的小區節點集合S，其元素用s表示，即

道路交叉口節點集合I，其元素用i表示，即

節點r到s之間的出行需求稱之為O-D需求；

路段，

路段表示相鄰節點之間的道路連接，用a來表示，a∈A；

交通網絡中的路段為有向的，用一個數偶來表示，即a＝(i,j)∈A，其中i和j分別表示路段a的起點和終點，i,j∈N；

路段具有多種屬性，包括出行需求量、道路流量、通行能力、行駛阻抗；

路徑，

任意O-D對之間的相連路段的有序排列稱為O-D之間的路徑；

每種出行方式都有與之相對應的網絡結構，稱之為子網，用G_m表示城市交通網絡中的第m(m∈M)種出行方式子網；

用表示在第m(m∈M)種子網G_m中連接O-D對r-s的所有路徑集合；

S2.對用于校核O-D需求估計量的多源歷史交通數據進行預處理，通過統計計算得出所需要的基礎數據；

S3.利用步驟S1的模型和步驟S2的計算結果，對多方式O-D需求進行估計，得到新的O-D需求總量；

所述對多方式O-D需求進行估計包括第一階段：

將當前O-D需求加載到多方式交通網絡模型中，得到不同方式的路段流量以及不同方式的O-D需求量，并采用差商法和泰勒展開式得到路段流量及不同方式O-D量與O-D總量之間的近似線性關系；

還包括第二階段：

以O-D需求總量的估計值、路段流量的估計值、公交O-D出行量的估計值與相應的先驗數據之間的誤差平方和最小為目標，構造一個廣義最小二乘法模型；

將第一階段得到的近似關系代入到這個廣義最小二乘法模型中，求解該模型，得到一個新的O-D需求總量；

最后，判斷所得出的新的O-D需求總量是否滿足收斂條件，如果滿足，算法停止，否則，將新的O-D需求總量作為輸入量，重新執行所述S3步驟。

2.根據權利要求1所述的一種基于多源數據校核的多方式出行O-D需求估計方法，其特征在于，

根據網絡中路段與路徑之間的關聯關系，計算路徑上的出行需求/阻抗與路段上的出行需求/阻抗之間存在如下關系：

其中，表示路段a上第m種交通方式的出行需求量；表示O-D對r-s之間第m種交通方式子網G_m中第k條路徑上的出行需求量；

表示第m種交通方式子網G_m中路段與路徑之間的關聯關系，如果路段a在O-D對r-s間第k條路徑上，則否則

表示第m種交通方式子網G_m中O-D對r-s之間第k條路徑上的出行阻抗；表示路段a上第m種交通方式的出行阻抗。

3.根據權利要求2所述的一種基于多源數據校核的多方式出行O-D需求估計方法，其特征在于，在第m種交通方式子網G_m中，任意O-D對之間的所有路徑上出行需求之和等于該O-D對之間該方式的出行需求總量，即：

其中，表示O-D對r-s之間選擇第m種出行方式的出行需求量；

在城市多方式交通網絡中，O-D對r-s之間不同出行方式的出行需求之和等于r-s之間總的出行需求，即：

其中，q_rs表示O-D對r-s之間的出行需求總量。

4.根據權利要求1所述的一種基于多源數據校核的多方式出行O-D需求估計方法，其特征在于，多源歷史交通數據包括：O-D需求調查數據、路段交通流檢測數據以及公交出行刷卡數據。

5.根據權利要求4所述的一種基于多源數據校核的多方式出行O-D需求估計方法，其特征在于，

O-D需求調查數據預處理包括：

首先，對原始數據進行篩查，刪除錯誤數據；

其次，把抽樣數據按照抽樣率進行擴樣處理，得到整個小區的居民出行O-D信息；

根據擴樣后的數據，即可得到先驗O-D需求信息，假定用表示調查數據中O-D對的抽樣集合，表示抽樣O-D對r-s之間調查得到的出行總量；

所述路段交通流檢測數據是基于道路檢測數據得到路段交通流量，道路流量通過自動交通數據采集檢測器得到某時刻通過道路某一斷面的車輛數；

路段交通流檢測數據預處理包括：

假設檢測器的采集周期為t分鐘，則每天分為T＝24×(60/t)個周期，假定用表示裝有檢測器的路段集合，表示第d天第n個時段所得到的路段上的流量，D表示數據采集的天數，則通過下面式子就可以得到路段上的日均道路流量：

其中，表示根據檢測器所得到的路段上的道路流量；

所述公交出行刷卡數據預處理包括：

假設用表示公交子網中O-D對集合，D表示公交刷卡數據采集的天數，表示在公交子網中O-D對r-s之間第d天所得到的公交O-D出行量，則公交出行的平均O-D出行量可以表示為：

其中，表示在公交子網中O-D對r-s之間統計得出的公交O-D出行量。