[發明專利]一種需求響應型城市軌道交通分時票價制定方法

在審

• 申請號: 202011621218.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112633940A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 姚恩建;郇寧;高巍;郭東博
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06Q30/02
• 分類號: G06Q30/02;G06Q50/30
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 鄒芳德

本發明提供了一種需求響應型城市軌道交通分時票價制定方法。該方法包括：S1：提取多源自動售檢票數據，建立基于數據挖掘的乘客出行目的辨識規則，提取現狀高峰期客流需求分布特征；S2：構建高峰期乘客出發時刻與出行方式調整行為NL模型和隨機用戶分配模型，預測高峰期客流需求演變特征；S3：構建平衡運營企業收入、乘客出行費用和客流分布均衡度的城市軌道交通分時票價雙層規劃模型，動態調整所述雙層規劃模型的決策變量，輸出最優分時票價方案。本發明通過建立分時票價方案與乘客出行目的、選擇行為間的互饋機制，克服了傳統定價方法對乘客出行需求演變考慮不足的缺陷，綜合利用高峰漲價和平峰降價兩種策略，實現了對高峰期客流需求的精準誘導。

技術領域

本發明涉及城市軌道交通需求管理技術領域。更具體地，涉及一種需求響應型城市軌道交通分時票價制定方法。

背景技術

近年來，我國各大城市的軌道交通網絡持續擴張，城市軌道交通已成為很多城市出行系統的骨干。隨著客流量的逐年攀升，客流需求與運能供給間的矛盾日益突出，客流時空分布不均衡加劇了高峰時段的供不應求，導致線網負荷壓力過大，平峰時段的供大于求導致線網運能利用率低下。針對此現象，分時票價成為城市軌道交通高峰期客流需求管理的有效手段，通過對高峰和平峰的票價進行差異化設置，刺激乘客高峰出行需求向平峰轉移。然而，分時票價策略的實施會直接影響乘客的出行成本，可能引發潛在的出發時刻調整和出行方式轉移行為，進而造成宏觀層面客流量的演化。

現有分時票價制定方法往往假設客流需求相對固定，未能對分時票價實施后的客流需求演變做出主動響應，并將其融入到分時票價制定過程中，進而導致其所制定的方案難以達到預期的客流誘導效果。此外，城市軌道交通分時票價方案的實施與運營企業收入、乘客出行成本密切相關，如何通過數據挖掘技術和最優化理論制定合理的分時票價方案，在保障雙方的利益的同時實現客流的“削峰填谷”，是本發明所解決的關鍵技術問題。

發明內容

本發明綜合采用平峰降價和高峰漲價兩種措施，通過考慮分時票價措施下的乘客行為變化與客流需求演變特性，提出一種需求響應型城市軌道交通分時票價制定方法，刺激乘客的錯峰出行行為，以緩解城市軌道交通高峰時段的大客流壓力。

本發明的技術方案是：

一種需求響應型城市軌道交通分時票價制定方法，其特征在于，包括：

步驟S1：提取城市軌道交通多源自動售檢票數據，建立基于數據挖掘的乘客出行目的辨識規則，根據多源自動售檢票數據和乘客出行目的辨識規則，識別客流中乘客出行目的構成，獲取現狀高峰期客流需求分布特征；

步驟S2：構建高峰期乘客出發時刻轉變與出行方式選擇行為NL模型，將NL模型嵌入隨機用戶均衡分配模型，利用隨機用戶均衡分配模型和現狀高峰期客流需求分布特征，預測不同分時票價方案下的高峰期客流需求演變特征；

步驟S3：構建城市軌道交通運營企業收入、乘客出行費用以及客流需求分布均衡度目標函數計算模型，以目標函數計算模型作為上層模型，以隨機用戶均衡分配模型作為下層模型，構建城市軌道交通分時票價雙層規劃模型，動態調整雙層規劃模型的決策變量，輸出平衡企業收入、出行費用和客流分布均衡度的最優分時票價方案。

優選地，的步驟S1包括：

S11：融合普通票種刷卡數據和新票種刷卡數據為全票種刷卡數據，普通票種刷卡數據包括一卡通、月票和特種票，新票種刷卡數據包括金融IC卡和移動終端電子卡；

S12：建立基于數據挖掘的乘客出行目的辨識規則，根據全票種刷卡數據識別乘客的出行目的，出行目的包括通勤出行、通學出行、購物出行或休閑出行，辨識規則計算方法分為空間約束和時間約束，空間約束為乘客在早晚高峰的通勤出行在當日所有出行中的占比，時間約束為乘客在早晚高峰通勤出行時間在當日總出行時間中的占比；