[發明專利]一種面向綜合交通系統的組合式交通分布分析方法

有效

• 申請號: 202210570842.5
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115100849B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王煒;周凡;于維杰;華雪東;付少偉;魏雪延
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06Q10/0631;G06Q50/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

1.一種面向綜合交通系統的組合式交通分布分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集城市現狀交通需求和城市用地屬性數據；其中，現狀交通需求包括現狀OD矩陣、現狀對外交通發生量和吸引量；

(2)將現狀交通需求劃分為現狀剛性交通需求和現狀彈性交通需求；將出行時間為工作日、出行目的與工作相關的現狀交通需求劃分為現狀剛性交通需求，將出行時間為工作日、出行目的不與工作相關或者出行時間為節假日的現狀交通需求劃分為現狀彈性交通需求；

(3)根據現狀剛性交通需求和現狀彈性交通需求預測未來年剛性交通需求和未來年彈性交通需求；具體包括以下步驟：

(31)采用原單位法對未來年剛性交通需求進行預測，計算公式如下：

式中，為城市i的未來年剛性交通發生量，為城市j的未來年剛性交通吸引量，b為工作出行目的的單位出行發生次數，c為工作出行目的的單位出行吸引次數，x_i,x_j分別為城市i和城市j的工作人口數；

(32)基于城市用地屬性數據對未來年彈性交通需求進行預測，計算公式如下：

式中，代表城市i的未來年彈性交通發生量，代表城市j的未來年彈性交通吸引量；p_o,i、p_d,j分別代表游客的單位出行發生次數和單位出行吸引次數；S_i、S_j分別代表城市i和城市j旅游景點的平均每日接待游客數量；q_o,i、q_d,j分別代表以購物為目的的單位出行發生次數和單位出行吸引次數；L_i、L_j分別代表城市i和城市j商場的平均每日接待顧客數量；g_o,i、g_d,j分別代表以餐飲為目的的單位出行發生次數和單位出行吸引次數；C_i、C_j分別代表城市i和城市j餐館的平均每日接待顧客數量；

(4)對未來年剛性交通需求和未來年彈性交通需求分別進行交通分布分析，輸出未來年剛性交通需求OD矩陣和未來年彈性交通需求OD矩陣；其中，未來年剛性交通需求的交通分布采用Fartar-Gravity模型逐步迭代，每次迭代均采用重力模型得到的OD矩陣進行修正，直至滿足收斂條件，輸出未來年剛性交通需求OD矩陣，具體包括以下步驟：

(411)確定剛性交通需求的無約束重力模型，計算公式為：

式中，為城市i和城市j之間的現狀剛性交通需求OD矩陣，為城市i的現狀剛性交通發生量，為城市j的現狀剛性交通吸引量，為城市i,j之間的直線距離，lnk₁、α₁、-γ₁為常數；

采用最小二乘法進行標定，令a₀＝ln?k₁，a₁＝α₁,a₂＝-γ₁，則y₁＝a₀+a₁x₁+a₂x₂，其中a₀,a₁,a₂為待標定的參數；

(412)將步驟(31)中得到的城市i的未來年剛性交通發生量和城市j的未來年剛性交通吸引量代入步驟(411)標定后的無約束重力模型，得到未來年剛性交通需求OD矩陣

(413)將步驟(31)中得到的城市i的未來年剛性交通發生量和城市j的未來年剛性交通吸引量代入Fratar模型計算一次，得到未來年剛性交通需求OD矩陣

(414)對步驟(412)得到的OD矩陣和步驟(413)中得到的OD矩陣進行修正，修正后的OD矩陣表示為：

式中，μ,λ為參數，0≤μ≤1,0≤λ≤1；

(415)根據步驟(414)中得到修正后的OD矩陣得到更新后的城市i的未來年剛性交通發生量和城市j的未來年剛性交通吸引量表達式如下：

式中，n為城市的數量；

(416)計算城市i和城市j的發生增長系數和吸引增長系數計算公式如下：

(417)對發生增長系數和吸引增長系數進行斂散性判別，當時，未來年剛性交通需求OD矩陣等于步驟(414)中修正后的OD矩陣即否則令轉入步驟(413)重新構建OD矩陣；

其中，彈性交通需求的交通分布采用Gravity-Fratar模型，通過標定的無約束重力模型得到OD矩陣，然后將OD矩陣代入Fratar模型逐步迭代；每次迭代都需要通過無約束重力模型重新計算OD矩陣，直至滿足收斂條件，輸出未來年彈性交通需求OD矩陣，具體包括以下步驟：

(511)確定彈性交通需求的無約束重力模型，計算公式為：

式中，為城市i和城市j之間的現狀彈性交通需求OD矩陣，為城市i的現狀彈性交通發生量，為城市j的現狀彈性交通吸引量，為城市i,j之間的直線距離，lnk₂、α₂、-γ₂為常數；

采用最小二乘法進行標定，令b₀＝lnk₂，b₁＝α₂，b₂＝-γ₂，則y₂＝b₀+b₁x₁+b₂x₂，其中b₀,b₁,b₂為待標定的參數；

(512)將步驟(32)中得到城市i的未來年彈性交通發生量和城市j的未來年彈性交通吸引量帶入步驟(511)中標定后的無約束重力模型，計算未來年彈性交通需求OD矩陣

(513)將步驟(512)中得到城市i的彈性交通需求OD矩陣代入Fratar模型計算一次，得到更新后的OD矩陣

(514)根據步驟(513)中的未來年彈性交通需求OD矩陣得到更新后的城市i的未來年彈性交通發生量和城市j的未來年彈性交通吸引量表達式如下：

式中，n為城市的數量；

(515)計算城市i和城市j的發生增長系數和吸引增長系數計算公式如下：

(516)對發生增長系數和吸引增長系數進行斂散性判別，當的誤差均在5％的范圍內，即時，未來年彈性交通需求OD矩陣等于步驟(513)中更新后的OD矩陣即否則令轉入步驟(512)；

(5)輸出未來年交通需求OD矩陣；其中未來年交通需求OD矩陣Q_ij通過將步驟(416)得到的未來年剛性交通需求OD矩陣和步驟(516)得到的未來年彈性交通需求OD矩陣相加得到，即