面向路网仿真城市轨道交通乘客出行选择与路径生成

摘要

随着我国城市轨道交通由单线向多线发展，逐步形成网络化结构，轨道交通运营管理者需要掌握网络上的客流分布规律来进行网络化的运输组织，乘客出行路径选择规律是研究客流动态分布的关键。仿真是网络化运营中的重要决策支持手段，面向个体信息生成乘客路径是实现客流分布推演的重要基础，因此需要面向仿真需求进行乘客个体出行路径选择与生成的研究。
　　本文首先总结了城市轨道交通仿真的主要类型，提出了成网条件下城市轨道交通仿真对路径选择的具体要求。对于目前较为成熟的Logit模型，通过实验数据，分析了该模型在个体路径选择仿真中的适应性，研究了基于Logit模型的路径选择仿真方法。提出了结合Logit模型，并利用城市轨道交通系统中丰富的实际运营数据去挖掘乘客个体路径选择规律，构建基于数据的乘客个体选择路径模型的思路，给出了面向仿真的乘客个体路径选择问题的解决方案。
　　本文构建了易于表达完整路径信息的轨道交通网络拓扑结构模型，研究了乘客数据调查方法，研究了基于实际出行数据与仿真的乘客个体路径匹配推断方法，为基于数据的路径选择模型构建实现了数据准备。在此基础上，研究了基于出行数据的乘客个体路径选择模型构建方法，运用贝叶斯网络构建了乘客个体属性分类模型，运用分类回归树构建了乘客个体出行路径随机选择模型，给出了基于决策树模型的乘客个体路径仿真生成实现方法。
　　本文对城市轨道交通路网客流仿真系统中的路径选择仿真子系统进行了设计，将子系统分为了离线运行和在线运行两部分来完成乘客出行路径的生成。最后以北京市轨道交通为例，进行乘客出行路径的生成与仿真实验和数据分析。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究思路和内容

1．3．1 论文研究思路

1．3．2 论文研究内容

2 城市轨道交通路径选择仿真分析

2．1 城市轨道交通系统的构成

2．2 城市轨道交通路径选择仿真主要需求

2．2．1 城市轨道交通仿真的主要类型

2．2．2 成网条件下城市轨道交通仿真对路径选择的要求

2．3 城市轨道交通路径选择问题求解方法分析

2．3．1 常见的路径选择模型

2．3．2 Logit模型在仿真中的适应性分析

2．4 本章小结

3 基于个体随机决策的乘客路径选择仿真方法

3．1 城市轨道交通乘客出行决策理论与模型

3．1．1 城市轨道交通乘客决策理论

3．1．2 城市轨道交通乘客个体决策模型与方法

3．2 城市轨道交通系统乘客实际出行决策的特点

3．3 面向仿真的乘客路径选择问题解决方案

3．3．1 乘客路径选择仿真的实现方法

3．3．2 基于数据的路径选择的思路

3．4 基于Logit模型的乘客路径选择仿真

3．4．1 模型构建

3．4．2 运行流程

3．5 本章小结

4 乘客出行路径相关数据获取与处理

4．1 城市轨道交通乘客出行数据获取与处理方案

4．2 城市轨道交通乘客出行路径搜索

4．2．1 城市轨道交通网络拓扑模型的构建

4．2．2 乘客出行路径集和有效路径确定

4．3 基于乘客调查的数据获取

4．3．1 调查方案与内容

4．3．2 调查结果数据整理

4．4 基于实际运营数据匹配的出行路径推算

4．4．1 运营清分中的出行路径推算原理

4．4．2 基于路网仿真数据匹配的出行路径推算

4．5 本章小结

5 面向个体属性的乘客出行路径选择模型的构建

5．1 乘客路径选择影响因素分析

5．1．1 影响路径选择的乘客个体属性因素

5．1．2 影响路径选择的外部环境因素

5．2 基于出行数据的乘客个体路径选择建模方法

5．2．1 面向个体信息的乘客路径选择问题

5．2．2 乘客路径选择决策树建模的理想化解决方案

5．2．3 乘客路径选择决策树建模的实际解决方案

5．3 基于贝叶斯网络的乘客属性分类

5．4 基于决策分类回归树的乘客出行路径选择建模

5．4．1 分类回归树模型

5．4．2 乘客出行路径分类回归树模型建立

5．4．3 分类回归树计算实例

5．5 基于决策树模型的乘客个体路径生成

5．5．1 路网客流仿真乘客个体路径生成算法框架

5．5．2 乘客属性生成与处理方法

5．5．3 运用分类回归树实现路径生成

5．6 本章小结

6 系统构建与仿真实例

6．1 城市轨道交通路网客流仿真系统

6．2 路径选择仿真子系统的构建

6．2．1 系统结构

6．2．2 系统运行流程

6．3 仿真实例基本信息

6．4 仿真实验

6．4．1 仿真实验过程

6．4．2 仿真结果分析

6．5 本章小结

7 结论与展望

7．1 主要工作及结论

7．2 主要创新内容

7．3 研究展望

参考文献

附录

作者简历

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