[發明專利]一種城市軌道交通動態客流分配方法及系統

有效

• 申請號: 202010157754.3
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111401614B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 呂紅霞;文迪;胡煜堃;潘金山;倪少權;李雪婷;張杰;陳釘均;呂苗苗;陳韜;廖常宇;郭秀云;謝春
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30;G06N3/12;G07C9/27;G07C9/38
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關兆輝

1.一種城市軌道交通動態客流分配方法，其特征在于，所述方法包括：

將城市軌道交通列車的時間信息、旅客出行路徑的空間信息和旅客出行路徑的時間信息加入到物理網絡中，建立城市軌道交通時空服務網絡；

根據旅客的行為將旅客出行路徑分為多個弧段，根據各個時段中城市軌道交通網絡的狀態，分別構建旅客在每一個弧段的廣義出行費用計算模型，和總廣義出行費用計算模型；

根據網絡的運輸能力，判斷網絡當前狀態，根據廣義出行費用計算模型計算旅客的廣義出行費用，根據網絡狀態和廣義出行費用對客流進行分配，得到客流分配結果；

所述將城市軌道交通列車的時間信息、旅客出行路徑的空間信息和旅客出行路徑的時間信息加入到物理網絡中，建立城市軌道交通時空服務網絡，包括：

根據列車時刻表，將每一車次列車在各站的到達時刻和出發時刻添加到抽象物理網絡的節點上，構成時空服務網絡；

將時空服務網絡中每一條城市軌道交通線路下的每一班次列車前序節點的出發時刻和后序節點的到達時刻用弧段連接起來形成每一班次列車的運行弧段；

將網絡中同一節點上的同一線路的同班次列車的到達時刻和出發時刻用弧段連接起來形成該班次列車在該節點的停站弧段；

所述方法還包括：

根據運輸能力和客流數量區分城市軌道交通網絡的狀態，所述狀態包括暢通狀態、擁堵狀態和中斷狀態；

所述根據旅客的行為將旅客出行路徑分為多個弧段，根據各個時段中城市軌道交通網絡的狀態，分別構建旅客在每一個弧段的廣義出行費用計算模型，和總廣義出行費用計算模型，包括：

構建旅客進站走行弧的廣義出行費用計算模型和出站走行弧的廣義出行費用計算模型；

構建旅客在車旅行弧的廣義出行費用計算模型；

構建旅客站臺等候弧的廣義出行費用計算模型，所述旅客站臺等候弧的廣義出行費用計算模型包括暢通狀態旅客站臺等候弧的廣義出行費用計算模型和擁堵狀態旅客站臺等候弧的廣義出行費用計算模型；

構建旅客換乘走行弧的廣義出行費用計算模型；

構建旅客總廣義出行費用計算模型，所述旅客總廣義出行費用計算模型包括暢通狀態的總廣義出行費用計算模型和擁堵狀態的總廣義出行費用計算模型；

其中，所述進站走行弧的廣義出行費用計算模型和出站走行弧的廣義出行費用計算模型分別包括公式(1)和公式(2)：

公式(1)和公式(2)中，為出行時段g時，旅客在i站進站走行弧的廣義出行費用；T_i-in為旅客在i站的進站時間；為車站i在g時段的站內擁擠程度；為出行時段g時，旅客在j站出站走行弧的廣義出行費用；T_j-out為旅客在j站的出站時間；

所述在車旅行弧的廣義出行費用計算模型中，包括公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)和公式(7)；

公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)和公式(7)中，T_ij-lk為旅客乘線路l第k次列車從i站到j站的時間；為軌道交通線路l第k次列車在j站的到達時刻；為軌道交通線路l第k次列車在i站的到達時刻；為t時刻，線路l的第k次列車在i站與(i+1)站間車廂的擁擠度；為t時刻，線路l的第k次列車在i站與(i+1)站間的載客量；α、β為車廂擁擠度計算公式的校正系數；Y_lk為城市軌道交通線路l的第k次列車座位能服務的旅客量；為t時刻，旅客乘坐城市軌道交通線路l的第k次列車從i站到達與其相鄰后一車站((i+1)站)的在車旅行弧的廣義費用；為軌道交通線路l第k次列車在i站的出發時刻；

所述暢通狀態旅客站臺等候弧的廣義出行費用計算模型和擁堵狀態旅客站臺等候弧的廣義出行費用計算模型分別包括公式(8)和公式(9)：

為出行時段g時，暢通狀態旅客在i站站臺等候弧的廣義出行費用；為出行時段g時，擁堵狀態旅客在i站站臺等候弧的廣義出行費用；為線路l的發車間隔；v_g為時段g出行的旅客平均需要多等的列車數；

所述旅客換乘走行弧的廣義出行費用計算模型包括公式(12)：

公式(12)中，為出行時段g時，旅客在h站換乘走行弧的廣義費用；T_h-transfer為旅客在換乘站h站換乘時的走行時間；h為城市軌道交通某個換乘站；

所述暢通狀態的總廣義出行費用計算模型和擁堵狀態的總廣義出行費用計算模型分別包括公式(13)和公式(14)：

所述根據網絡的運輸能力，判斷網絡當前狀態，根據廣義出行費用計算模型計算旅客的廣義出行費用，根據網絡狀態和廣義出行費用對客流進行分配包括：

步驟S301.輸入當前時刻的物理網絡數據及客流數據；

步驟S302.判斷當前時刻時空服務網絡是否中斷；

步驟S303.若存在中斷，則更新時空服務網絡數據，更新后，繼續重復步驟S302判斷時空服務網絡是否中斷；

步驟S304.若不存在中斷，則根據運輸能力是否滿足客流需求判斷當前路網的狀態；

步驟S305.若運輸能力滿足客流需求，則計算當前時段旅客在暢通網絡中的廣義出行費用，利用logit模型進行客流分配；

步驟S306.若運輸能力不足以滿足客流需求，則將客流平均分解為3個分表，計算該時段旅客的廣義出行費用并對第一個分表的客流進行分配，在第一個分表分配的基礎上重新計算出行費用，直至完成所有客流的分配，并累計每一次的客流分配量，得到當前時刻各路段的客流分配量；

步驟S307.更新下一個時刻的路網信息及客流數據重復步驟S301-步驟S306，完成所有時刻客流分配后將得到的結果累加，得到路網的客流分配結果。