[发明专利]一种考虑感知行程时间可靠度与迟到惩罚的交通分配方法

说明书

本发明公开了一种考虑感知行程时间可靠度与迟到惩罚的交通分配方法，用于解决城市路网交通流量分配问题。技术方案是在基于迟到惩罚用户均衡模型，引入出行者对行程时间的感知误差，同时考虑出行者在选择路径过程中对感知行程时间可靠性需求，建立考虑出行者感知行程时间可靠度的迟到惩罚用户均衡模型，该方法将更合理客观的描绘出行者的路径选择行为，给路网流量的预判与路网规划方案的实施提供参考。

技术领域

本发明涉及道路交通管理与路网规划方法领域，具体是一种考虑感知行程时间可靠度与迟到惩罚的交通分配方法。

背景技术

出行者在旅行过程中主要是基于行程时间、行程时间可靠性与较短距离来选择出行路径。但由于道路交通运输系统的不确定性，路径的总行程时间总是变化的。行程时间可变性包括可靠性与不可靠性两部分，因此，预算行程时间常作为出行者路径选择标准。目前多数研究是将预算行程时间作为出行者路径选择标准来分析交通均衡分配问题。而交通均衡问题作为交通运输中最关键的问题之一，它决定了交通网路的性能表现。

Zhou等人采用期望预算行程时间作为唯一路径选择标准建立随机用户均衡模型来分析路网的交通流量分配问题。Jackson和Jucker通过均值-方差方法建立了一种出行时间可靠性模型作为用户路径选择模型。Uchida和Iida在交通分配模型中使用路径平均行程时间加上一个安全阈值来刻画路网交通状态的不确定性。Wang等人考虑到期望预算行程时间的缺点，提出了一种双目标用户均衡模型。另外，考虑到行程时间的可靠性与不可靠性，均值过剩用户均衡模型和基于效用函数的调度模型被广泛的应用于交通分配问题的研究中。均值方差模型和调度模型推动了用户均衡模型的发展。据相关研究表明，出行者愿意通过支付额外的费用来接受行程时间的可靠性。而在基于效用函数的调度模型中，效用函数可以表示为广义成本，更好地描述了出行时间变化下的出行路径选择准则。因此，Walting提出了一个延迟到达惩罚的用户均衡模型，该模型假设用户希望在出行过程中广义成本加上延迟到达惩罚最小。尽管这个模型能够相比其他用户均衡模型更能描述出行者在出行路径选择中的决策，但是由于出行者对出行路径的实际出行时间的感知误差不同，因此，无法体现由于出行者对行程时间的感知误差不同而对交通网络均衡产生影响的问题，从而影响对规划路网流量的预判与路网规划方案的决策。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑感知行程时间可靠度与迟到惩罚的交通分配方法，以解决现有技术路网规划方案存在的没有考虑出行者实际出行时间感知误差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种考虑感知行程时间可靠度与迟到惩罚的交通分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将现实路网抽象构建为强连通网络，每个出行者在强连通网络中从起点O到终点D间有多条路径，每条路径分别由若干条路段相连而成；

(2)、假设每个出行者的感知误差相互独立，其感知误差服从正态分布，对感知行程时间期望与方差估计，并建立感知行程时间期望与方差的数学表达式；

(3)、基于效用函数的调度模型，引入步骤(2)得到的感知行程时间期望与方差的数学表达式，建立考虑出行者感知误差的迟到惩罚用户均衡模型；

(4)、依据行程时间可靠性定义，建立出行者在路段的感知行程时间可靠度数学表达式；

(5)、基于步骤(3)得到的出行者感知误差的迟到惩罚用户均衡模型，结合步骤(4)得到的感知行程时间可靠度数学表达式，建立考虑出行者感知行程时间可靠度的迟到惩罚用户均衡模型；

(6)、依据所有路径上的交通流量之和应满足路网中交通出行需求的原则，建立流量守恒约束条件的数学表达式；