运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，包括如下内容：一、构建区域多式轨道交通时刻表扩展网络；二、构建多制式轨道交通网络客流分配模型；三、在运营中断条件下，利用中断区间内包含的车站和区间编号、中断事故持续时间、发生中断后维持运营的行车措施，对多制式轨道交通网络客流分配模型求解，最终得到各OD对客流基于有效路径的客流分配量及其相应指标。本发明专利技术构建的模型更能描述乘客在各路径的实际情况分布情况；基于运营中断条件下，可兼容多种运输方式，有助于多式轨道交通间的应急协同管理；更准确有效的描述乘客实时的出行轨迹及分布情况，为多式轨道交通应急客流分配提供了理论支撑与指导。

【技术实现步骤摘要】
运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法
本专利技术涉及一种运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法。
技术介绍
我国未来的城市群区域轨道交通，是以各种轨道交通方式协调发展的综合网络轨道交通系统，区域轨道交通没有严格的定义，通常认为包含3个层次：主要承担城市中心区出行需求的城市轨道交通；主要承担市郊与中心城区客运需求的市郊铁路；主要承担城市与城市之间客运需求的城际及干线铁路。在区域轨道交通从单制式相对独立运营管理转变为多制式网络化综合运营管理的过程中，由于各制式轨道交通在功能定位、客流量、主要技术标准以及服务对象等方面存在差异，线网规模日趋复杂、网络化运输组织方式多样化、需要维护系统设备种类和规模日益增加、客流管理难度加大，导致影响运营安全的不稳定因素增加。与此同时，随着轨道交通网络结构的变化和出行模式的多样化，网络化运营必然会带来线路之间的交叉和并行，这也就带来了各制式轨道交通间的大量换乘现象，各制式间的换乘客流在区域轨道交通网络形式下，选择不同的出行方式、换乘点和出行路径，带给出行者的效用均不相同，且各种方式之间的相互影响，给多制式交通网络化运营带来诸多的不确定性。因此，需对应急条件下的多制式轨道交通网络客流分配进行研究，通过分析运营中断应急场景下的乘客的路径选择行为以及轨道交通客流的时变特征，构建运营中断条件下的区域轨道交通时刻表扩展网络，并提出网络配流模型与求解算法，得到区域轨道交通客流时空分布特征。通过上述研究，为突发事件情况下的区域轨道交通客流分配奠定理论基础，为运营管理部门的运输组织、客流疏散和应急处置提供技术手段。目前国内外对于中断条件下的轨道交通相关研究多集中于单制式，尤其在城市轨道交通方面的研究较多，对于多制式轨道交通运营中断条件下的客流分布研究尚处于起步阶段，多式轨道交通的网络化发展不仅需要在正常情况实现列车的协同运行和乘客的换乘接续，在面临应急状况时，更需要保障列车安全运行、减少乘客等待时间，实现客流安全快速疏散。在轨道交通中断事件对客流的影响研究方面，有学者考虑了客流所处的位置与停运区间之间的关系，对受运营中断影响的乘客进行分类，分别确定各类受影响乘客的规模。有学者建立了城市轨道交通局部中断评价模型，得到各车站受影响客流量。有学者通过界定受影响客流，构建突发事件下城轨乘客出行选择行为模型，预测突发事件下城轨站间客流的重分布。有学者基于贝叶斯预测方法对城轨车站进站量异常进行识别，并建立了突发事件对客流的影响模型。在城市轨道交通运营中断，实现城市轨道交通内部及其与市政交通间的客流疏散方面，有学者研究了运营中断对城市轨道交通路网结构和网络客流的影响，并给出城市轨道交通系统内部和外部的应急策略。有学者分析了突发事件客流输送影响，提出公共汽车交通应急运能计算方法和机动车备车点选址方法，给出基于信息化条件的公共汽车交通应急联动实施措施。有学者基于城市轨道交通客流需求与运输能力的差值，考虑应急事件的发生时段，给出公交应急接驳的启动阈值。有学者在中断场景下对中断影响客流进行分类，更新有效路径并重新加载客流，实现中断情况下的多路径客流随机动态分配。有学者建立了轨道交通路网局部中断下的多路径非均衡分配模型，并利用历史同期客流数据对受突发事件影响的客流进行估计。有学者针对运营中断条件下城市轨道交通乘客出行行为建模与客流诱导优化等问题开展研究，并从封站和区间中断两个角度对乘客出行行为建模与仿真。有学者基于不确定条件下的城市轨道交通网络，建立站点限流、区间阻塞两种不确定路网条件下的路径选择算法。有学者分析车站或者区间发生运营中断事故后的客流特点，基于轨道交通系统的中间折返站设置应急交路，建立了客流疏运的最优可行路径集模型。有学者构建了五种中断应急场景，并分析列车运行中断对客流出行影响，运用Dijkstra算法和k短路算法求得客流出行路径，基于logit模型确定客流出行选择。有学者基于突发事件下AFC数据，分析客流时空分布特点，并提出乘客感知路径决策分析方法。有学者基于城市轨道交通网络互通式、拥挤性和运营中断性，建立了基于出行路径对偶图的城市铁路网拓扑模型，并给出区间中断客流动态分布。有学者分析铁路系统在中断情况下的乘客等待问题，给出乘客等待或绕行行为的选择模型。有学者开发东京地铁客流诱导系统，考虑了运营中断的预计恢复时间和在每条路径上消耗的期望时间，能够给出乘客选择绕行或等待运营恢复等个性化出行建议。有学者基于AFC数据分析地铁车站或线路运营中断时的乘客行为，并利用历史客流数据来预测应急情况下的交通量。综上所述，运营中断条件下的客流分配研究主要集中于城市轨道交通，以及城市轨道交通与市政交通间的客流疏散研究，鲜有对多制式轨道交通间的应急客流分配研究，所以本专利技术从运营中断条件下多式轨道交通应急客流分配角度出发，提出了运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，基于时刻表扩展网络理论，考虑运营中断条件下受影响乘客出行需求以及列车状态，构建了运营中断条件下多式区域轨道交通的时刻表扩展网络，从而建立了时刻表扩展网络的随机均衡分配模型，为区域轨道交通网络化应急管理、车站或线路大客流应急处理等工作建立良好的理论基础。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，包括如下内容：一、构建区域多式轨道交通时刻表扩展网络；二、构建多制式轨道交通网络客流分配模型；三、在运营中断条件下，利用中断区间内包含的车站和区间编号、中断事故持续时间、发生中断后维持运营的行车措施，对多制式轨道交通网络客流分配模型求解，最终得到各OD对客流基于有效路径的客流分配量及其相应指标。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：1)实时性：本专利技术中的数据输出能够根据实际情况输入的实时变化做出动态响应，可以通过实时客流的数量、拥挤等待时间来生成新的动态客流分配路径以适应实时运营需求，同时由于加入了列车运行弧、列车停站弧、换乘弧，可以清晰准确地描述各乘客的旅行路径以及等待时间。2)灵活性：本专利技术考虑多种轨道交通方式，可以根据不同的实际情况进行实际调整输入轨道交通方式的类别来满足不同场景的需求，从而保证该专利技术在不同场合都有较高的灵活性。同时根据线路、车站运营情况的调整，生成满足不同条件的时刻表扩展网络。3)适用性：本专利技术考虑了轨道交通中由于列车的严格容量限制，客流量过大导致的列车的拥挤和列车过载时乘客的留乘对于路径的费用均产生影响，以及乘客出行过程的随机性，构建采用随机均衡(SUE)分配的思路进行时刻表扩展网络的交通流分配。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为中断情况下客流分配流程图；图2为多式轨道交通网络变换示意图；图3为多式轨道交通时刻表扩展网络示意图；图4为基于多式轨道交通随机均衡分配算法流程图。具体实施方式一种运营中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，其特征在于：包括如下内容：/n一、构建区域多式轨道交通时刻表扩展网络；/n二、构建多制式轨道交通网络客流分配模型；/n三、在运营中断条件下，利用中断区间内包含的车站和区间编号、中断事故持续时间、发生中断后维持运营的行车措施，对多制式轨道交通网络客流分配模型求解，最终得到各OD对客流基于有效路径的客流分配量及其相应指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，其特征在于：包括如下内容：
一、构建区域多式轨道交通时刻表扩展网络；
二、构建多制式轨道交通网络客流分配模型；
三、在运营中断条件下，利用中断区间内包含的车站和区间编号、中断事故持续时间、发生中断后维持运营的行车措施，对多制式轨道交通网络客流分配模型求解，最终得到各OD对客流基于有效路径的客流分配量及其相应指标。


2.根据权利要求1所述的运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，其特征在于：构建区域多式轨道交通时刻表扩展网络的方法为：
(1)对多制式轨道交通网络进行网络变换：
1)如果两个节点之间存在多种运输方式，则在两点之间添加相应的连线，一条连线对应一种运输方式；
2)如果多制式服务网络中某节点存在换乘过程，则采用节点拆分的方式处理：在换乘节点将每种运输方式分离，每种运输方式均用一个新节点表示，用新节点之间的连弧表示运输方式的换乘；
(2)对经过网络变换后的多制式轨道交通网络进行时刻表扩展：
步骤1、按照时刻表上所有线路每个车次经停的物理车站节点进行时间维扩展：为物理节点增加列车的到站和离站时间标签，通过不同列车的时间标签扩展物理节点，同时通过扩展物理节点表示列车的到站和离站站点；
步骤2、列车通过时刻表到发时间将不同扩展节点进行连接，形成的弧序列为列车运行径路，通过列车运行径路，将同一线路相同车次的列车连接相邻车站节点的离站时间和到站时间，形成区间运行弧；
步骤3、将同一物理车站的不同线路列车的到站和离站时间通过换乘弧连接。


3.根据权利要求1所述的运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，其特征在于：构建多制式轨道交通网络客流分配模型的方法为：
(1)建立基于时刻表扩展路径的广义费用函数；
(2)建立时刻表扩展网络随机均衡分配模型。


4.根据权利要求3所述的运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，其特征在于：所述基于时刻表扩展路径的广义费用包括乘客在车时间费用、乘客换乘费用和乘客票价支出。


5.根据权利要求1所述的运营中断条件下区域多式轨道交通客流动态分配方法，其特征在于：在运营中断条件下，多制式轨道交通网络客流分配模型的求解算法为：
步骤一、路网构建及初始化；
步骤二、计算每条有效路径的出行费用；
步骤三、计算有效路径备选概率；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘澜，罗玥，黄豪，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51