[發明專利]基于客流分配的城市軌道交通路網安全性評估與增強方法

有效

• 申請號: 201910189940.2
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109872008B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 董煒;黃威;孫新亞;吉吟東
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松;懷春穎

本發明提供一種基于客流分配的城市軌道交通路網安全性評估與增強方法方法，該方法利用風險函數定量評估路網安全性，然后在路網層面進行客流分配以降低風險。該方法將區間和車站的實際運營狀態與其能力的匹配程度作為風險函數的輸入，并將車站和區間在路網中的靜態統計指標作為因子對風險進行加權求和，從而體現不同車站和區間的重要性，由此計算得到路網整體風險。將最小化風險作為優化目標并對約束條件進行分析，可以發現優化問題為凸優化問題，于是可以求得路網最優配流方案。本發明提供的方法可以使運力運量更加匹配、路網運營狀態更加平穩，從而降低風險、提高安全。

技術領域

本發明屬于路網安全性評估與增強領域，特別涉及一種基于客流分配的城市軌道交通路網安全性評估與增強方法。

背景技術

城市軌道交通是都市居民的重要出行方式，隨著城市軌道交通逐步成網、建設規模不斷擴大，旅客出行需求快速增長。而路網運營特點與單一線路相比發生變化，大部分運量集中于少量線路，運力運量矛盾突出，而且線路之間關聯度增強，單站的客流沖擊對路網整體影響更為明顯，運營風險增大，急需對整個運營網絡進行安全性評估與增強。與此同時，由于城市軌道交通網絡化程度加強，路網中的冗余路徑增多。通過合理分配與控制客流，可以使運力運量更加匹配、路網運營狀態更加平穩，從而降低風險、提高安全。

現有技術公開的路網安全性評估相關研究側重評價指標的選取與融合，例如，NiuW等對中國鐵路煤炭運輸網絡進行風險評估，基于網絡脆弱性、連通性等指標，使用多層灰色評估模型進行風險評價。肖雪梅等通過監測采集路網運營條件下的安全信息，構建多層次評價指標體系，基于灰色聚類對各項指標進行融合，從而評估路網安全狀態。同時，肖雪梅在對城市軌道交通網絡運營風險分析的基礎上，識別關鍵車站和區間，并利用Topsis和灰色關聯分析方法進行路網運營安全的時序動態評估。

較多客流分配研究集中于旅客路徑選擇行為分析，Pan H等考慮用戶的路徑選擇行為，提出動態用戶最優分配模型，以最小化路網阻抗為目標函數，并考慮列車擾動對模型的影響。Sun L等使用貝葉斯統計推斷框架對用戶路徑選擇行為進行研究，利用票務數據及先驗知識對模型參數進行求解。Yao X等使用仿真方法對客流分配過程進行考慮，將旅客和列車都看成智能體進行建模，對達到平衡后的網絡狀態進行研究。趙爍等將鐵路售票策略和旅客購票時序嵌入到客流分配過程中，構造購票強度函數，將時變需求的連續出行時間離散化，設計了考慮售票策略的高鐵客流分配方法。

客流控制研究通常著眼于車站或單一線路，Li S等綜合考慮列車動態管控和客流控制，提出最小化地鐵時刻表偏差問題，并利用預測控制將問題轉化為二次規劃進行求解。Xu X等著眼于不確定客流需求下的車站客流組織，研究三種不同客流需求情況下的客流控制結果。吳正陽等針對供需矛盾問題，提出首先將網絡客流進行分配，得到有效路徑的時段客流量，以此對整個路網的進站客流進行協同控制的優化方法。蔣琦瑋等通過監測軌道交通車站客流流量和流向，以控制節點的通過能力與客流需求相匹配為目標建立整數規劃模型。魯工圓等以旅客周轉量最大為目標，建立線路客流控制線性規劃模型，并利用客流-運行圖網絡模型描述旅客的時空移動。

上述對路網安全性進行評估的研究通常集中于指標融合，通過選定各種靜態指標以反映路網狀態，較少考慮客流分配方案。而客流分配研究側重如何精準刻畫旅客路徑選擇行為，在出行完成之后通過OD數據反推各路徑流量。大部分客流控制集中于車站內，對路網整體考慮較少，整個路網整體風險的發生率還很高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于客流分配的城市軌道交通路網安全性評估與增強方法。

本發明具體技術方案如下：

本發明提供一種基于客流分配的城市軌道交通路網安全性評估與增強方法，該方法包括如下步驟：

S1：利用車站的風險函數和區間的風險函數與對應的風險因子加權求和得到路網整體風險；