[发明专利]一种城市轨道交通网络多车站协同限流方法

说明书

本发明涉及一种城市轨道交通网络多车站协同限流方法，包括以下步骤：S1：获取城市轨道交通数据；S2：构建拥挤状态下城市轨道交通乘客出行路径选择模型，将乘客路径选择行为问题转化为对参数的估计问题，获取客流分配结果；S3：构建多车站协同限流模型，对多车站协同限流模型进行求解，获取车站限流方案。与现有技术相比，本发明达到优化供需关系及缓解客流拥堵的目的，有效缓解车站拥堵现象，提高城市轨道交通网络运营的效率和安全性。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其是涉及一种城市轨道交通网络多车站协同限流方法。

背景技术

近年来，城市轨道交通以其大运量、快捷、准时、安全的特点在我国获得了快速的发展，北京、上海、广州、深圳、成都等大城市的轨道交通已进入网络化运营管理的新阶段。随着城市轨道交通路网的日益完善，乘客出行更为便利。然而，城市轨道交通系统在吸引大量乘客的同时，其拥堵现象也变得日益严重，不仅严重影响了网络运营的效率，而且大大降低了运营的安全性。

城市轨道交通系统常用的缓解客流拥堵的方法包括进站限流和换乘限流，在站外通过设置栅栏等措施限制乘客的进站数量及进站速度，在站内通过设置铁马等措施控制换乘人数和换乘速度。但是，这些客流控制措施大多针对单个车站且主要是根据历史经验制定的，缺乏更为科学定量的依据。

现有的研究较少考虑城市轨道交通系统的客流动态时变性特征，造成限流方案效果不佳。在制定限流方案时，现有研究大多针对城市轨道交通的单个车站或单条线路的客流拥堵情况进行。然而，城市轨道交通网络化运营加强了原本独立运行线路间的相互联系，根据某车站或某条线路制定的限流方案可以缓解单车站、单线路的客流压力，实现对局部客流拥挤的疏解，但是由于缺乏对车站和路网之间的协同性考虑，不能确保整个城市轨道交通路网运营效益达到最优。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种城市轨道交通网络多车站协同限流方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城市轨道交通网络多车站协同限流方法，包括以下步骤：

S1：获取城市轨道交通数据；

S2：构建拥挤状态下城市轨道交通乘客出行路径选择模型，将乘客路径选择行为问题转化为对参数的估计问题，获取客流分配结果；

S3：构建多车站协同限流模型，对多车站协同限流模型进行求解，获取车站限流方案。

优选地，所述的步骤S3中构建多车站协同限流模型的具体步骤包括：

在乘客的角度构建以乘客总体延误时间最小为目标的目标函数，从运营者主体的角度构建以总体乘客输送量最大为目标的目标函数，兼顾乘客、运营者主体的利益将两个目标函数进行单目标函数转化，获取满意度函数，完成多车站协同限流模型的构建。

优选地，所述在乘客的角度构建以乘客总体延误时间最小为目标的目标函数Z₁为：

其中，Δt为单位控制时间的长度，为在单位控制时间t内i车站的最佳进站量，q_i,t为在单位控制时间t内i车站内的进站需求量，为单位控制时段t内由于之前未能上车而聚集在车站的客流，为单位控制时段t内新到达车站的客，T为限流时段集合。

优选地，所述在运营者主体的角度构建以总体乘客输送量最大为目标的目标函数Z₂为：

其中，Q_l,t为第t个限流时段内区间l的断面客流量，T为限流时段集合，L为区间集合。

优选地，所述的步骤S3中进行单目标函数转化时，设定两个目标函数的权重系数，根据以下公式获取满意度函数：