基于后悔理论的城市轨道交通动态配流模型研究

摘要

城市轨道交通以其运量大、速度快、安全性能高、准点率高等优点，在公共交通中有着举足轻重的地位。在“无缝换乘”的城市轨道交通网络化运营系统中，客流在路网中的分布和路径选择无法通过AFC数据获得，所以建立科学、合理并具有较强可操作性的客流分配模型，可以真实的反映乘客在多路径选择背景下的客流分布情况。通过OD需求和列车时刻表推算乘客的出行选择，不仅可以获得乘客在路网中的分布情况，还可以得到列车在某个站点的等车人数以及各次列车在各站出发时的乘车人数。同时将后悔因素考虑在路径选择行为分析中，实现了乘客的精细化管理。未来可为城市轨道交通乘客的诱导信息发布，乘客的动态管理提供参考依据。
　　本文运用基于后悔理论的动态配流方法研究城市轨道交通网络的客流分布，与前人的研究既有相似，又有不同，主要研究内容如下:
　　(1)城市轨道交通乘客路径选择行为分析
　　首先分析影响城市轨道交通乘客出行路径选择的因素，然后分别用效用最大化规则和后悔最小化规则对乘客的路径选择行为建模分析，从出行费用和路径选择概率等不同方面对两种路径选择规则进行对比分析。基于不同的路径选择规则分别建立效用最大化路径选择模型、后悔最小化路径选择模型以及混合效用-后悔路径选择模型。
　　(2)城市轨道交通时空拓展网络建模
　　基于列车时刻表，将城市轨道交通物理拓扑网络在时间维度上拓展，得到基于时刻表的时空拓展网络。同时对时空拓展网络中的时间拓展节点、时空拓展弧等进行相关定义，构建时空拓展网络模型。
　　(3)基于后悔理论的城市轨道交通动态配流模型构建
　　基于城市轨道交通列车时刻表，构建时空拓展拓展网络，分别基于效用函数以及后悔函数，计算不同时空弧的效用值和后悔值，在时空拓展网络下，基于效用和后悔规则建立不同的客流分配模型，并且选用MSA算法对模型进行求解。
　　(4)以北京市的轨道交通网络为例进行案例分析
　　基于北京市地铁动态OD需求分别采用不同配流模型进行对比分析，比较采用不同配流模型所得配流结果的不同，为动态配流提供一种新的方法。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 城市轨道交通客流分配研究

1．2．2 基于后悔理论的路径选择

1．3 主要研究内容与技术框架

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术框架

2 城市轨道交通乘客路径选择行为分析

2．1 城市轨道交通出行路径选择影响因素分析

2．1．1 乘客属性

2．1．2 路径属性

2．2 基于不同规则的路径选择行为模型

2．2．1 基于效用最大化规则的路径选择行为分析

2．2．2 基于后悔最小化规则的路径选择行为分析

2．2．3 基于效用和后悔规则的建模方法对比分析

2．3 考虑效用和后悔规则的混合选择模型

2．4 不同规则下的乘客路径选择行为案例分析

2．5 本章小结

3 城市轨道交通时空拓展网络建模

3．1 假设与符号说明

3．2 基于列车时刻表的城市轨道交通时空拓展网络模型

3．2．1 城市轨道交通物理拓扑网络模型的构建

3．2．2 基于时刻表的城市轨道交通时间拓展网络的构建

3．2．3 城市轨道交通时空拓展网络模型

3．2．4 有效路径的判定

3．3 小结

4 基于后悔理论的城市轨道交通动态配流模型构建

4．1 基于时空拓展网络的乘客出行阻抗

4．2 随机后悔函数的构建

4．3 基于时空拓展网络的城市轨道交通随机均衡配流模型

4．3．1 随机均衡配流模型

4．3．2 求解算法

4．4 本章小结

5 北京市轨道交通案例分析

5．1 物理拓扑网络基础数据

5．2 客流分配结果

5．2．1 基于效用最大化规则的配流结果

5．2．2 基于后悔最小化规则的配流结果

5．2．3 基于效用-后悔混合规则的配流结果

5．2．4 对比分析结果

5．3 本章小结

6．1 主要研究成果

6．2 主要创新点

6．3 不足与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士期间取得的研究成果

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