[發(fā)明專利]一種城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)多車站協(xié)同限流方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110585682.7
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113362208A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱煒;陳夢菲
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/26
• 分類號: G06Q50/26;G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

本發(fā)明涉及一種城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)多車站協(xié)同限流方法，包括以下步驟：S1：獲取城市軌道交通數(shù)據(jù)；S2：構(gòu)建擁擠狀態(tài)下城市軌道交通乘客出行路徑選擇模型，將乘客路徑選擇行為問題轉(zhuǎn)化為對參數(shù)的估計問題，獲取客流分配結(jié)果；S3：構(gòu)建多車站協(xié)同限流模型，對多車站協(xié)同限流模型進行求解，獲取車站限流方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達到優(yōu)化供需關(guān)系及緩解客流擁堵的目的，有效緩解車站擁堵現(xiàn)象，提高城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運營的效率和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)多車站協(xié)同限流方法。

背景技術(shù)

近年來，城市軌道交通以其大運量、快捷、準時、安全的特點在我國獲得了快速的發(fā)展，北京、上海、廣州、深圳、成都等大城市的軌道交通已進入網(wǎng)絡(luò)化運營管理的新階段。隨著城市軌道交通路網(wǎng)的日益完善，乘客出行更為便利。然而，城市軌道交通系統(tǒng)在吸引大量乘客的同時，其擁堵現(xiàn)象也變得日益嚴重，不僅嚴重影響了網(wǎng)絡(luò)運營的效率，而且大大降低了運營的安全性。

城市軌道交通系統(tǒng)常用的緩解客流擁堵的方法包括進站限流和換乘限流，在站外通過設(shè)置柵欄等措施限制乘客的進站數(shù)量及進站速度，在站內(nèi)通過設(shè)置鐵馬等措施控制換乘人數(shù)和換乘速度。但是，這些客流控制措施大多針對單個車站且主要是根據(jù)歷史經(jīng)驗制定的，缺乏更為科學(xué)定量的依據(jù)。

現(xiàn)有的研究較少考慮城市軌道交通系統(tǒng)的客流動態(tài)時變性特征，造成限流方案效果不佳。在制定限流方案時，現(xiàn)有研究大多針對城市軌道交通的單個車站或單條線路的客流擁堵情況進行。然而，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營加強了原本獨立運行線路間的相互聯(lián)系，根據(jù)某車站或某條線路制定的限流方案可以緩解單車站、單線路的客流壓力，實現(xiàn)對局部客流擁擠的疏解，但是由于缺乏對車站和路網(wǎng)之間的協(xié)同性考慮，不能確保整個城市軌道交通路網(wǎng)運營效益達到最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)多車站協(xié)同限流方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)多車站協(xié)同限流方法，包括以下步驟：

S1：獲取城市軌道交通數(shù)據(jù)；

S2：構(gòu)建擁擠狀態(tài)下城市軌道交通乘客出行路徑選擇模型，將乘客路徑選擇行為問題轉(zhuǎn)化為對參數(shù)的估計問題，獲取客流分配結(jié)果；

S3：構(gòu)建多車站協(xié)同限流模型，對多車站協(xié)同限流模型進行求解，獲取車站限流方案。

優(yōu)選地，所述的步驟S3中構(gòu)建多車站協(xié)同限流模型的具體步驟包括：

在乘客的角度構(gòu)建以乘客總體延誤時間最小為目標的目標函數(shù)，從運營者主體的角度構(gòu)建以總體乘客輸送量最大為目標的目標函數(shù)，兼顧乘客、運營者主體的利益將兩個目標函數(shù)進行單目標函數(shù)轉(zhuǎn)化，獲取滿意度函數(shù)，完成多車站協(xié)同限流模型的構(gòu)建。

優(yōu)選地，所述在乘客的角度構(gòu)建以乘客總體延誤時間最小為目標的目標函數(shù)Z₁為：

其中，Δt為單位控制時間的長度，為在單位控制時間t內(nèi)i車站的最佳進站量，q_i,t為在單位控制時間t內(nèi)i車站內(nèi)的進站需求量，為單位控制時段t內(nèi)由于之前未能上車而聚集在車站的客流，為單位控制時段t內(nèi)新到達車站的客，T為限流時段集合。

優(yōu)選地，所述在運營者主體的角度構(gòu)建以總體乘客輸送量最大為目標的目標函數(shù)Z₂為：

其中，Q_l,t為第t個限流時段內(nèi)區(qū)間l的斷面客流量，T為限流時段集合，L為區(qū)間集合。

優(yōu)選地，所述的步驟S3中進行單目標函數(shù)轉(zhuǎn)化時，設(shè)定兩個目標函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，根據(jù)以下公式獲取滿意度函數(shù)：