[发明专利]一种考虑节点吸引度的地铁站客流分配方法

权利要求书

1.一种考虑节点吸引度的地铁站客流分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立地铁站内交通网络，提取所述交通网络中的网络结构和参数；

2)引入地铁节点吸引度和给定起点的客流需求，以最小化站内步行网络总走行时间为目标，建立了UE联合出行分布/交通分配模型；

3)利用凸组合法求解所述UE联合出行分布/交通分配模型，并根据求解结果对地铁站内路网客流均衡分配。

2.根据权利要求1所述的考虑节点吸引度的地铁站客流分配方法，其特征在于，所述步骤1)中交通网络的构建方法如下：

1.1)设定行人的交通节点为入口-闸机-楼扶梯-站台；

1.2)建立地铁站内多个OD子网络，站内走行网络入口-闸机为子网络1，闸机-楼扶梯为子网络2，楼扶梯-站台为子网络3；

1.3)对于网络i，人流输入节点集合为R_i，r∈R_i；人流输出节点集合S_i，s∈S_i；定义节点间的走行通道为步行路段，得到步行路段集合A_i，a∈A_i。

3.根据权利要求2所述的考虑节点吸引度的地铁站客流分配方法，其特征在于，所述UE联合出行分布/交通分配模型的构建方法如下：

2.1)所述UE联合出行分布/交通分配模型的均衡条件模型加入吸引度M_s,对终点的选择标准为(μ_rs-M_S)的极小化问题，吸引度单位为时间，因此目标函数为：

式中，x表示路网流量的矩阵，w是积分，t_a()为时间阻抗函数,M_s为节点s的吸引度，q_rs为路段rs的客流量；

2.2)构造不同路径的BPR函数

由于不同路段的服务能力和客流不同，其出行成本为t_a(M_S)，构造关于吸引度M_s的路段阻抗函数BPR函数；

q_a(M_s)为路段a的流量，是关于节点吸引度M_s的函数；M_s为节点s的吸引度，表现为引导标识对乘客走行时间的缩短量，当M_s＞0时，设置影响该节点吸引度的引导标识，并且所设置的引导标识可以减少终点为s的路段上乘客M_s的走行时间；当M_s＝0时，不设置影响该节点吸引度的引导标识t_a0为路段a自由流走行时间；C_a为路段a的服务能力；α和β为函数待定参数，取值为α＝0.15和β＝4；

2.3)建立模型的约束条件

式中，为起终节点rs之间路径k的交通时间，

狄克拉函数是路段—路径的关联指示符，若路段a的起终节点分别为r与s(r∈R_i，s∈S_i)，则否则

μ_rs为起终节点rs之间最小交通阻抗

式中，为路段a与起终节点rs之间的狄克拉函数，若路段a的起终节点分别为r与s(r∈R_i，s∈S_i)，则否则υ_r为从起点r到所有终点s间的最小纯交通阻抗，以此表示“最具吸引力的终点”并分配Q_r；

2.4)建立流量守恒约束条件

式中，表示出行者在起讫点rs间所有路径上的交通流量，只有所有路径上的交通流量与交通出行需求q_rs相等时，才能保证路网上所有行人的需求都被满足；O_r为常数，这里保证讫点的交通需求是固定的；

此处出行需求是以路径为基准考虑的，而在实际路网中，路径与路段存在约束关系，即

4.根据权利要求3所述的考虑节点吸引度的地铁站客流分配方法，其特征在于，利用凸组合法求解所述UE联合出行分布/交通分配模型的过程如下：

4.1)将路段流量用路径流量表示为：

4.2)出行分布/交通分配用户平衡问题表示为：

subject to

∑q_rs＝O_r

q_rs≥0

4.3)凸组合下降法第n次迭代的下降方向向量是由从当前解到目标函数线性逼近表达式解的方向确定；从线性逼近表达式得出的线性规划式用一组辅助变量来表示；由此产生的辅助线性规划的极小点可通过求解；

该规划的极小解用于确定下降方向；

4.4)进行初始的0-1分配后，得到路网的辅助交通流模式

这里y_a表示路段a的辅助路段流量；

4.5)找出最佳步长λ_n，通过求解

则路段流量和OD则路段流量和OD流量可用下式进行更新

xⁿ⁺¹＝xⁿ+λ_n(yⁿ-xⁿ)

4.6)收敛判断，判断是否结束迭代，按照下列公式对所得的分配流量进行收敛性检验，如果满足

则就是要求的平衡解，计算结束；否则，令n＝n+1，返回步骤4.3)；

4.7)求解获得站内走行子网络1入口流入闸机的客流作为闸机-楼扶梯子网络2的客流需求，通过步骤4.3)至4.6)继续求解下一子网络的客流需求；

4.8)求解获得站内走行子网络2闸机流入楼附体的客流作为楼扶梯-站台子网络3的客流需求，通过步骤4.3)至4.6)继续求解，完成求解整个网络路段的客流分配。