[發明專利]一種多層城市群綜合客運網絡穩定性評價方法

有效

• 申請號: 202111059673.0
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113723859B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李成兵;吳鵬;李云飛
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F30/20;G06F111/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種多層城市群綜合客運網絡穩定性評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：交通小區—交通子網多層城市群綜合客運網絡模型構建；

所述步驟1包括以下子步驟：

步驟1.1：將城市群內所有汽車站、火車站、機場、港口作為網絡節點并進行編號，以任意站點之間的通車線路為連邊，構建城市群單運輸方式客運網絡模型；

步驟1.2：將公共交通便捷的城市中心城區劃定為城市群交通小區，將交通小區內部的多種運輸方式客運站點全耦合連接，構建城市群多運輸方式銜接客運網絡模型；

步驟1.3：對于交通小區外，部分地理位置較近、換乘方便的兩個節點，為了體現換乘關系，將這些具有換乘關系的節點間添加耦合邊，便成為相鄰關聯節點；

步驟1.4：標定城市群單運輸方式客運網絡權重；

步驟1.5：標定城市群多運輸方式銜接客運網絡權重；

步驟2：多層城市群綜合客運網絡穩定性級聯失效仿真；

步驟2包括以下子步驟：

步驟2.1：基于實際交通特性，標定正常容量、設計容量、最大容量；正常容量是指節點的旅客最高聚集人數，用表示；設計容量是指站廳的規模大小，是從規劃層面就已經規定的站房所能容納的旅客數，用表示；最大容量是節點設計容量與最大擁擠程度系數δ的乘積，如下式表示；

步驟2.2：根據站點的年平均日旅客發送量乘以負載系數標定初始負載，用L_i(0)表示節點i的初始負載，負載系數為所有站點的旅客最高聚集人數之和除以所有站點的年平均日旅客發送量之和；

步驟2.3：按照節點編號排序攻擊第一個節點，刪除受攻擊節點i，節點i失效，判斷節點i是否處于交通小區中，是則轉至步驟2.6，否則轉至步驟2.4；

步驟2.4：判斷節點i是否存在相鄰關聯節點，是則轉至步驟2.5，否則轉至步驟2.9；

步驟2.5：將失效節點的初始負載L_i(0)分配給相鄰關聯節點，轉至步驟2.7；

步驟2.6：發生多運輸方式銜接客運網絡級聯失效；

步驟2.7：發生單運輸方式客運網絡級聯失效；

步驟2.8：發生其他多運輸方式銜接客運網絡級聯失效；

步驟2.9：輸出攻擊該節點后引發的累計一般彈性失穩節點數累計過度彈性失穩節點數累計脆性失穩節點數按照下式計算該節點的不穩定度J_i；

其中：i表示第i個節點，即節點v_i；θ_j表示第j種不穩定程度系數；表示節點i引發的第j種失穩節點數；t表示負載分配次數；n_i表示節點i負載分配的總次數；

步驟2.10：判斷所有節點攻擊是否結束，是則轉至步驟2.12；否則轉至步驟2.11；

步驟2.11：網絡恢復初始狀態，攻擊節點排序中的下一節點，刪除受攻擊節點，轉至步驟2.3；

步驟2.12：所有節點均已按照順序攻擊完畢，級聯失效仿真結束，輸出所有節點的不穩定度排序，按照下式計算網絡不穩定度L_m和網絡不穩定度相對下降率l_m；

其中：m∈{1,2,3,4,5}，分別表示公路客運網絡、鐵路客運網絡、水路客運網絡、航空客運網絡、綜合客運網絡，相應地V_m則表示這五種客運交通網絡節點的集合；J_i表示節點i的不穩定度；ΔL_m表示網絡不穩定度變化量；L_m表示某一客流損失下的網絡不穩定度；L_m′表示上一客流損失下的網絡不穩定度；

步驟3：關鍵節點客流激增情況下網絡穩定性仿真與分析；

步驟3包括以下子步驟：

步驟3.1：將每個交通小區中不穩定度最高的關鍵節點作為客流激增節點并排序，選取第一個客流激增節點i；

步驟3.2：將客流激增節點i的客流校正系數μ視作其客流激增系數(μ≥1)，取μ＝1，此時客流損失σ＝0，標定節點一般彈性分配系數μ₁、過度彈性分配系數μ₂、脆性分配系數μ₃；

步驟3.3：將節點i的初始負載L_i(0)乘以客流激增系數μ得到新的初始負載L_i′(0)，如下式；

L_i′(0)＝μ×L_i(0)

步驟3.4：按照步驟2的仿真步驟，發生多層城市群綜合客運網絡穩定性級聯失效仿真；

步驟3.5：判斷客流激增系數μ是否大于μ_max，μ_max為設定的客流激增系數最大值，否則轉至步驟3.6，是則轉至步驟3.7；

步驟3.6：客流激增系數μ＝μ+x，x為設定的間隔數,返回步驟3.3；

步驟3.7：輸出節點i網絡不穩定度隨客流激增系數變化曲線圖；

步驟3.8：判斷是否存在下一客流激增節點，是則轉至步驟3.9，否則轉至步驟3.10；

步驟3.9：網絡恢復初始狀態，接著選擇下一關鍵節點進行客流激增仿真，返回步驟3.2；

步驟3.10：所有客流激增節點的級聯失效仿真結束，對比不同客流激增節點的網絡不穩定度隨客流激增系數變化曲線圖，其中對網絡不穩定度影響最大的關鍵節點即為整個城市群綜合客運網絡中對客流激增最為敏感的站點。