[发明专利]基于时空网络构建的城市地铁动态客流分配方法

权利要求书

1.基于时空网络构建的城市地铁动态客流分配方法，其特征在于，该分配方法包括如下步骤：

步骤1：对物理站点在时间轴上进行扩展，根据列车发车时刻表，对所有经过该物理站点的所有线路的各个车次，对到站时点和离站时点分别用扩展节点表示；

步骤2：将同一物理节点上的同一线路的同次列车的到站时点和离站时点通过停车弧连接起来；

步骤3：将同一线路的同次列车在相邻物理站点上的离站时点和到站时点通过列车运行弧连接起来；

步骤4：将同一物理站点的不同线路列车的到站时点和离站时点通过换乘弧连接起来；

步骤5：对地铁时空网络中时空弧上的流量进行初始化，设时空网络中所有时空弧的流量均为0，根据最短路搜索算法得出时空网络中各O-D站点对之间的最小可行费用路径，将各时段的O-D客流需求q^rs全部分配到所对应的最小可行费用路径上，得到时空路径流量，根据如下的路径流量与弧流量之间的关系得到时空网络上的时空弧流量，令迭代次数n=1；

xe(n)=Σr,sΣkfkrs(n).δe,krs---(2)]]>

其中，表示在时空网络中O-D对rs之间的时空路径k与时空弧e之间的关联关系，如果时空弧e属于时空路径k，则，否则；

步骤6：根据当前的时空弧上分配的流量，计算各条时空弧上费用。

步骤7：根据当前的各时空弧上的费用，采用最短路搜索算法得出时空网络中各O-D对之间的新的最小可行费用路径，将各时段的O-D客流需求q^rs全部分配到所对应的最小可行费用路径上，得到时空路径流量，再根据路径流量与弧流量之间的关系（2）得到时空网络上的时空弧流量；

步骤8：更新时空弧流量，根据如下式子计算新的弧流量：

xe(n+1)=xe(n)+1n(ye(n)-xe(n)),∀e---(10)]]>

步骤9：收敛性判断，如果满足以下式子，则停止计算，输出最终的时空弧流量，；否则令n=n+1，返回步骤6，

max∀e{xe(n+1)-xe(n)}≤ϵ---(11)]]>

其中ε为预先设定的充分小的一个正数。

2.根据权利要求1所述的基于时空网络构建的城市地铁动态客流分配方法，其特征在于，所述最短路搜索算法的具体步骤为：

1）对地铁时空网络中的时空节点属性进行初始化，置所有时空节点的标号b_i为一个很大的正数，置所有的紧前节点p_i为零，换乘次数n_i=0，置线路集Φ_i为空，将起始点r放入节点集Ω中，并令其标号b_r=0；

2）从节点集Ω任选一个节点，例如i，扫描所有从i节点出发只经过一条弧便可到达的节点，例如j节点，执行如下操作：

如果s_ij=1时，判断b_j>b_i+c_ij是否成立，c_ij表示连接时空节点i和j的时空弧上的费用；如果成立，则令b_j=b_i+c_ij，修改p_j=i，令n_j=n_i，将j加入到Ω中，如果时空弧i-j所对应的线路l没有在Φ_j中，就将线路l加入到Φ_j中；如果不满足b_j>b_i+c_ij，则不做任何改变；

如果s_ij=0且n_i≤2，判断时空弧g-i的属性，其中g=p_i，如果s_gi=0，不做任何改变；如果s_gi=1且时空节点j所对应的线路l没有在Φ_i中，判断b_j>b_i+c_ij是否成立，如果成立，则令b_j=b_i+c_ij，修改p_j=i，将j加入到Ω中，将线路l加入到Φ_j中，且令n_j=n_i+1；如果不满足b_j>b_i+c_ij，则不做任何改变；

如果从节点i出发只经过一条弧便可到达的所有节点均被扫描，则从Ω中删除i，转入下一步；

3）当节点集Ω中不再有需要检查的节点时，算法停止；否则，转入步骤2。