文档介绍：重庆大学硕士学位论文2交通方式划分与路网配流联合模型理论与算法研究2交通方式划分与路网配流联合模型理论和算法城市轨道交通线路布局规划主要有2种途径验算法正推法或解析法在第1种方法中往往要进行客流预测寻找客流的主经线路再通过评价确定规划线路方案的优劣本章将对客流预测的理论做一些探讨并重点研究交通方式划分与路网配流联合模型理论与算法Wardrop用户平衡原则目前国内外城市交通需求预测理论与方法通常采用以集聚分析思想为指导,运用四阶段法进行需求预测[13]由于出行者在进行交通方式选择时也完成对出行路线的选择即方式划分和路网配流是同时进行的这为方式划分和路网配流联合模型的提出提供了可能性通过构造合理的广义旅行费用函数和路段阻抗函数,利用该联合模型实现在公交OD下轨道客流量的预测1952年Wardrop提出了用户均衡原则即当网络达到平衡状态在考虑拥挤对走行时间影响的网络中每组OD对间被使用的各条路径具有相等且最小的出行费用没有被使用的路径的出行费用大于或等于最小出行费用1956年Beckman等将用户均衡最优问题转化为()式所示的数学规划路网上均衡状态下的流量xa为决策变量1975年LeBlanc等学者运用Frank-Wolf算法成功地求解数学规划问题()详见文献[13]用户平衡路网分配模型可转化为变分问题详见文献[17]()中目标函数意义在于路网上出行者知道路网状态的前提下试图选择最短路径出行使出行者总的出行费用最少xmina()Ζ(x)=tωdω∑∫.∑rs,f=q∀rskrskf≥∀rskrsk0,,x=fδ∀a∑∑rsrsakakrsk()式中,t为路段a上的出行时间afrs为OD对r-s之间第k条路径上普通k公交的流量q为OD对rs的交通需求量;x为路段a上客流量δ为0-1变量rsrsaak若路段a在rs间的第k条路径上,取1否则取0r为起点站s为终点站广义旅行费用交通费用的表现形式有多种,采用广义出行费用形式来表示综合出行费用,能够较好地反映出行费用出行时间以及舒适程度等因素对出行者选择交通方式的综合影响,本节将予以详细讨论6重庆大学硕士学位论文2交通方式划分与路网配流联合模型理论与算法研究路段阻抗函数反映出行时间与客流量之间的关系具体表现为路段上的出行时间主要包括从起始点到车站以及从车站到目的地的步行时间(简称接驳时间以下同一般为常数不妨设为5min)车站平均等车时间换乘时间若存在换乘车内乘车时间此处假设OD对间有直达线路换乘时间不予考虑若起始点与终点间无直达线路对于平均换乘时间粗略的考虑为一个常数记为tca乘车时间美国公路局[13]开发的BPR函数()式它是路段自由走行时间与路段客流量的函数t=t(0)[1+α(xC)β]()式中,t(0)为路段a的自由走行时间a为参数通常取α=,β=4C为路段a的上容量,其余同上α,βaBPR函数是以自由流为基础建立起来的没有考虑各交通方式客流之间对出行时间的相互影响[18]文献[18]在总结我国许多学者实践经验的基础上提出了()式的改进经验模型一般地路段出行时间与终始点的距离和运行速度相关但随着客流量的增加路段也将会出现拥挤的情形从而增加路段出行时间客流量增加时,出行者感到的舒适程度也相应会下降对出行者而言这相当于间接增加了走行时间同时普通公交和轨道交通是竞争合作的两种交通对彼此客流都有一定吸引因此普通公交与轨道交通客流量相互影响到各自的走行时间鉴于以上分析在文献[18]改进经验模型的基础上为反映普通公交与轨道交通之间客流的对出行时间的相互影响数学模型上主要表现为()()式右端带下划线部分路段上普通公交和轨道交通的出行时间采用如下形式普通公交车内乘车时间为()式$βttαxCαxCxCrββ=(0)[1+()+()()]()aaaaaaaa轨道交通车内乘车时间为()式r$$t$=lv+αxCβ+αxCβxCβ()()[1()()()]aaaaaaaa()()式中,$x为与普通公交走行路段a有相同终始点的轨道交通路段上a的客流量Ca为与普通公交走行路段a有相同终始点的轨道交通路段的上容量r$为路段a上轨道交通的出行时间tl为与普通公交出行路段a有相同终始点的aa轨道交通路段的距离v为轨道交通的运行速度其余同上参数α,β,α,β是与路段上流量相关的正参数可根据路段流量以及调查运用最小二乘法确定平均等车时间车站客流量大于公交的实际运载能力或者出行者对线路的舒适程度不满意这就出现等车现象随着车站拥挤程度的增加平均等车时间加长出行者可能7重庆大学硕士学位论文2交通方式划分与路网配流联合模型理论与算法研究就要选择非最短出行时间的公交线路因此平均等待时间不会无限制的增加即用