一种城市轨道交通随机客流加载方法

摘要

本发明公开了一种城市轨道交通随机客流加载方法，包括以下步骤：1.1、初始化，将一天平均划分为多个时间窗，并加载基础数据，同时设定时间窗总数为n，设定标记时间窗的变量t的初始值为1，设定路段拥挤费用的初始值CN₁＝0；1.2、读取第t时间窗的OD分布量，基于基本有效路径集合，计算各路径的首末班车时间，判断该时间与第t时间窗的关系，生成动态有效路径集合；1.3、基于动态有效路径集合和城市轨道交通乘客出行路径选择模型，确定OD间各有效路径选择比例，获得路径流量；1.4、统计各路段的客流量，更新路段拥挤费用CN_t+1；1.5、终止判断，如果t<n，则t＝t+1，从步骤1.2继续迭代；否则，该方法终止。

主权项

一种城市轨道交通随机客流加载方法，其特征在于，包括以下步骤：1.1、初始化，将一天平均划分为多个时间窗，并加载路网拓扑数据、列车时刻表、各时间窗下OD分布量，同时设定时间窗总数为n，设定标记时间窗的变量t的初始值为1，设定路段拥挤费用的初始值CN₁＝0；1.2、读取第t时间窗的OD分布量，基于基本有效路径集合，计算各路径的首末班车时间，判断该时间与第t时间窗的关系，生成动态有效路径集合RSET_t；其中，基本有效路径集合的构建过程见步骤2.1‑2.4，而第t时间窗下动态有效路径集合RSET_t的生成过程如下：路径的首班车时间大于第t时间窗的终止时刻或路径的末班车时间小于第t时间窗的起始时刻的路径不考虑；路径的首班车时间处于第t时间窗之间的路径按正常通行路径考虑；路径的末班车时间处于第t时间窗之间的路径以末班车时间为节点细化为小时间窗，并根据小时间窗所占时间窗的比重确定小时间窗下OD分布量，该路径在该小时间窗下算作正常通行路径；所有正常通行路径均为有效路径，且在第t时间窗下的有效路径组成的集合即为动态有效路径集合RSET_t；1.3、基于动态有效路径集合RSET_t和城市轨道交通乘客出行路径选择模型，计算第t时间窗下OD分布量在各有效路径上的分配比例，将第t时间窗下的OD分布量乘以该比例，即获得第t时间窗下各路径的路径流量；所述路径流量的计算公式如下：${\mathrm{ql}}_k^{rs}=\frac{\exp \left(V_k^{rs}\right)}{\Sigma \exp \left(V_k^{rs}\right)}\times q_{rs}$式中，为从起点r到终点s的OD之间第k条有效路径的路径流量，q_rs为从r到s的分时OD分布量，为从r到s的OD之间第k条有效路径的路径选择效用的确定项，该确定项同步骤1.2中基本有效路径集合构建时所建立的城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数的确定项；1.4、基于路径流量、路径的路段构成和列车时刻表，更新路段拥挤费用CN_t+1，路段拥挤费用为路段满载率与路段乘车时间的乘积，即CN_t+1＝qplink_t*TRlink，该值将作为下一次迭代时在步骤1.3中计算路径流量的输入数据；其中，CN_t+1为在第t+1个时间窗时更新的路段拥挤费用，单位为小时；qplink_t为第t时间窗的路段满载率；TRlink为路段的乘车时间，单位为小时；1.5、终止判断，如果t<n，则t＝t+1，从步骤1.2继续迭代；否则，该方法终止；所述步骤1.2中基本有效路径集合的构建包括以下步骤：2.1、构建城市轨道交通乘客出行路径选择效用函数，该函数的确定项的计算公式如下：$V_k^{rs}=-{\Sigma }_{i=1}^m{\beta }_i{X}_{ik}^{rs}$式中，为从r到s的OD之间第k条路径的路径选择效用的确定项；为从r到s的OD之间第k条路径的第i个特征属性值；β_i为相应特征属性的参数；m为特征属性i的个数；上述的特征属性值不仅包含描述城市轨道交通服务水平的变量，即路径的乘车时间、票价、进出站走行时间、站台等车时间、换乘走行时间、换乘等车时间、换乘次数和拥挤费用，还包含描述路网拓扑和出行路径的非直线程度对乘客路径选择影响的变量，即角度费用变量，其中，路径拥挤费用的取值为该路径各组成路段的路段拥挤费用CN_t之和除以路段条数；角度费用是对乘客出行路径每一路段走向偏离从起点到终点的直达方向的惩罚，所述角度费用的计算公式如下：${\mathrm{AC}}_k^{rs}=\underset{p=1}{\overset{N}{\Sigma }}{L}_p*tan({\theta }_p/4)$式中：为从r到s的OD之间第k条路径的角度费用；L_p为该条路径的第p条路段的长度；θ_p为该条路径的第p条路段偏离从起点到终点的直达方向的夹角，N为该条路径的路段条数；2.2、基于等效乘车时间系数，将其他因素均转化为等效乘车时间；2.3、确定乘客对时间的容忍阈值；2.4、利用Double‑sweep搜索算法确定基本有效路径集合。