[發(fā)明專利]一種基于廣義費用函數(shù)的客運樞紐換乘流線優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111950814A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅清玉;冰雪;賈洪飛;劉華勝;楊麗麗;吳文靜;楊金玲;劉致寧
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26;G06Q10/06;G06Q30/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;張晶

本發(fā)明屬于交通運輸分析領(lǐng)域，涉及一種基于廣義費用函數(shù)的客運樞紐換乘流線優(yōu)化方法，包括步驟如下：(1)將客運樞紐換乘網(wǎng)絡(luò)抽象為賦權(quán)有向圖；(2)基于BPR函數(shù)建立路段廣義費用函數(shù)，基于Webster模型建立節(jié)點廣義費用函數(shù)；(3)構(gòu)建換乘流線優(yōu)化模型，基于增量配流法對模型進行求解，得到換乘流線優(yōu)化結(jié)果；以某樞紐站為例，對換乘站流量進行了重新分配，對換乘流線進行了組織優(yōu)化；本發(fā)明建立了基于廣義費用函數(shù)的流線優(yōu)化模型及求解算法，對樞紐換乘流線進行優(yōu)化組織，能夠明顯降低客運樞紐換乘系統(tǒng)總體費用和時間，有助于提升樞紐內(nèi)換乘效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于廣義費用函數(shù)的客運樞紐換乘流線優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

客運樞紐作為區(qū)域綜合客運網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點，為旅客提供高效和安全的客運服務(wù)，滿足旅客出行以及換乘的需求，在換乘網(wǎng)絡(luò)整體運行效率和承載能力方面發(fā)揮著核心作用。隨著交通運輸能力與行人出行需求的增加，樞紐內(nèi)部時常出現(xiàn)換乘流線交叉混亂、換乘延誤時間過長、換乘距離過遠、行人滯留等現(xiàn)象。

目前客運樞紐換乘研究主要集中在三個方面：一是對換乘組織的研究，基于圖論將站臺和換乘路線表示為變量，建立了線路旅客換乘時間計算方法。基于樞紐平臺客流分布的基本理論分析和基本參數(shù)模型，提出了一種客流分布綜合模型(PFDIM)。二是流線組織的研究，將客運樞紐抽象為一個m×n維立體連通圖，將流線優(yōu)化過程看作一個圖論問題。運用圖論方法對客運樞紐網(wǎng)絡(luò)進行抽象，并通過分析不同乘客路徑選擇行為的區(qū)別，提出了客流優(yōu)化模型。三是基于仿真的流線評價，基于元胞自動機乘客仿真模型建立了引導(dǎo)標志模型，分別對進出站和換乘路徑上的平面布置進行評估。

總結(jié)現(xiàn)有文獻，雖然取得一定的研究成果，但仍存在以下不足：(1)大多研究應(yīng)用行人微觀仿真軟件作為工具，從微觀行為角度對客流組織進行分析，缺少對于換乘流線的系統(tǒng)組織策略；(2)行人換乘流線選擇行為的研究還不夠深入，缺少描述行人換乘路徑選擇行為的流量分配模型和阻抗函數(shù)；(3)對樞紐換乘時間的研究多集中于通道與設(shè)施服務(wù)的時間及延誤，缺少對于流線相交節(jié)點處通行時間的考慮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中缺少定量組織優(yōu)化方法和節(jié)點通行時間考慮的不足，因此，本發(fā)明從系統(tǒng)的角度出發(fā)，將客運樞紐整體進行網(wǎng)絡(luò)抽象，構(gòu)建路段費用函數(shù)與節(jié)點費用函數(shù)，以系統(tǒng)換乘總費用最小為目標建立流線優(yōu)化模型，提升客運樞紐換乘系統(tǒng)效率。

為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于廣義費用函數(shù)的客運樞紐換乘流線優(yōu)化方法，包括方法如下：

(1)將客運樞紐換乘網(wǎng)絡(luò)抽象為賦權(quán)有向圖；

(2)基于BPR(美國道路局Bureau of Public Road)函數(shù)建立路段廣義費用函數(shù)，基于Webster(韋伯斯特)模型建立節(jié)點廣義費用函數(shù)；

(3)構(gòu)建換乘流線優(yōu)化模型，基于增量配流法對模型進行求解，得到換乘流線優(yōu)化結(jié)果。

所述步驟(1)中的對有向圖的研究步驟為：

①將樞紐內(nèi)通道的交叉點抽象為換乘網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，樞紐站內(nèi)的路段抽象為弧，權(quán)值為通過阻抗；

②確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其權(quán)值，將換乘樞紐抽象為一個具有n個不同節(jié)點的換乘網(wǎng)絡(luò)，行人在樞紐內(nèi)不同節(jié)點中選擇可行走流線。

所述步驟(2)內(nèi)的路段廣義費用函數(shù)為：

T_L＝T₁+T₂+T₃

式中：T_L為行人路段廣義費用，s；

T₁為水平通道路段費用，s；

T₂為步行樓梯路段費用，s；