城市轨道交通拟动态随机用户均衡分配方法

摘要

为准确、快速掌握客流在城市轨道交通网络上的时空分布,本文提出适用于城市轨道交通网络的拟动态随机用户均衡分配模型及算法,将OD客流分配到线路区间上的不同时段内,获得网络上各线路区间在各时段内的客流分布。首先,设计换乘网络描述不同出发时段的乘客出行过程,综合考虑候车时间、停站时间、运行时间、拥挤效益、换乘时间和换乘惩罚费用设计路径费用,路径费用随出发时段发生变化。在此基础上,设计拟动态随机用户均衡分配模型,并通过理论推导证明了模型的最优解在各个时段内均达到随机用户均衡状态。设计基于有效路径的动态相继平均算法对模型进行求解,在广州地铁网络上进行实验,算法收敛速度较快,达到了较高的收敛精度要求。分析不同随机性参数下的乘客路径选择情况,多数乘客倾向于选择最小费用有效路径,这些路径换乘次数往往最少,但出行里程不一定最短。分析线路区间上客流的时空分布特征,结果显示,部分线路区间上的客流分布具有显著的早晚高峰特征和潮汐现象,符合线路所在的区域特征和市内乘客的通勤出行习惯,证实了客流分配结果的合理性,具有一定的实际应用价值。