考慮乘客選擇行為的城市公交客流分配及系統(tǒng)演化
本文選題:客流分配 + 實時信息。 參考:《西南交通大學(xué)》2014年博士論文
【摘要】:我國已進(jìn)入城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展階段,城鎮(zhèn)化率從1978年的17.9%提升到2013年的53.7%,在此期間,隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及城市化進(jìn)程的逐步加快,城市居民的出行需求迅速增長,交通擁堵以及由此引發(fā)的交通事故攀升、環(huán)境污染加劇等已成為各大城市急需解決的問題。作為城市交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分,公共交通由于其特殊的優(yōu)勢在各大城市得到大力發(fā)展。2012年10月10日,國務(wù)院召開國務(wù)院常務(wù)會議,研究部署在城市優(yōu)先發(fā)展公共交通,會議特別強(qiáng)調(diào),“我國城市公共交通發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民群眾出行需要,多數(shù)城市公共交通出行比例偏低,為從根本上緩解交通擁堵、出行不便、環(huán)境污染等矛盾,必須將公共交通放在城市交通發(fā)展的首要位置”。那么,分析和理解客流在公交網(wǎng)絡(luò)上的傳播和分布機(jī)理對優(yōu)先發(fā)展公共交通具有重要的現(xiàn)實意義。因此,本文以成都市常規(guī)地面公交為研究對象,分析不同側(cè)重點下的公交客流分配問題,在此基礎(chǔ)之上探討考慮學(xué)習(xí)行為的日常公交系統(tǒng)演化。首先,介紹了研究背景和研究意義,接著在對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行述評的基礎(chǔ)之上,指出了現(xiàn)有研究可能存在的不足以及有待進(jìn)一步研究的問題,最后明確了研究方法、技術(shù)路線和研究內(nèi)容。其次,從整體上對公交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行基本描述,提出了符合乘客路徑選擇行為的廣義公交路徑定義;較詳細(xì)地分析了路段阻抗和路徑阻抗,并給出了相應(yīng)的計算方法,據(jù)此提出了有效路徑集合的確定方法;解釋和說明了包括公交共線、出行策略等在內(nèi)的與公交客流分配相關(guān)的核心概念;闡述了公交客流分配問題的定義,并界定了問題的分類。最后,由于后續(xù)章節(jié)的實際算例和仿真模擬算例尚需成都公交實際運(yùn)營數(shù)據(jù)或/和問卷調(diào)研數(shù)據(jù)加以驗證,故在本章最后小節(jié)對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了簡單介紹。接著,考慮外部因素實時信息對公交客流分配問題進(jìn)行研究。以成都公交電子站牌這一實時信息為研究背景,結(jié)合乘客路徑選擇行為及出行意向調(diào)查數(shù)據(jù),采用定性和定量分析相結(jié)合的方法,基于多項Logit模型和混合Logit模型,建立包括乘客個人社會經(jīng)濟(jì)屬性特性變量和電子站牌信息影響特性變量為解釋變量的路徑選擇模型,結(jié)果表明:混合Logit模型能更合理、更有效地解釋因個體偏好不同而導(dǎo)致的路徑選擇行為差異,最根本的原因在于混合Logit模型的待估參數(shù)可以服從任意形式的分布函數(shù),從而能有效避免其它離散選擇模型的缺陷。最后就參數(shù)估計結(jié)果進(jìn)行了客流分配分析,提出了意見和建議。再接著,考慮外部因素?fù)Q乘行為對公交客流分配問題進(jìn)行研究。重點圍繞換乘行為展開。根據(jù)廣義公交路徑定義,將公交路網(wǎng)中客流量的分配過程,看成是乘客從起點站出發(fā)在各個換乘站點按照一定的轉(zhuǎn)移概率選擇線路到達(dá)終點站的過程,分析了乘客路徑選擇過程符合馬氏決策過程的“無后效性”,探討了路徑選擇過程中涉及的狀態(tài)-行動空間及狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率,分析了基于馬爾科夫鏈的乘客路徑選擇行為,并且證明了廣義路徑下由轉(zhuǎn)移概率得到的路徑選擇概率與基于多項Logit模型的路徑選擇概率一致;結(jié)合中國大城市普遍存在的“城外居住,城內(nèi)上班”的生活-工作模式現(xiàn)狀,針對多源單匯的公交路網(wǎng),提出了求解算法,且證明了對于多源單匯、單源多匯和多源多匯的公交路網(wǎng),不管乘客出行是否需要換乘,該方法均可適用。最后,以成都市部分公交網(wǎng)絡(luò)為例,結(jié)合真實數(shù)據(jù)驗證了理論分析的正確性、合理性及應(yīng)用的可能性,并根據(jù)分配結(jié)果對參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析,提出了意見和建議。然后,考慮內(nèi)部因素乘客感知對公交客流分配問題進(jìn)行研究。在探討了影響乘客路徑選擇的關(guān)鍵外部因素之后,擬考察內(nèi)部因素---乘客的個體感知,具體而言,就是乘客基于有限理性決策。引入累積前景理論分析框架,分析乘客感知如何影響其路徑選擇決策,對各路徑進(jìn)行主觀編輯和評價,建立價值函數(shù),結(jié)合決策權(quán)重函數(shù)計算各路徑前景值,提出了有限理性視角下的公交用戶最優(yōu)均衡,建立了與該問題等價的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,并給出了求解算法。最后,以成都市部分公交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實例驗證。結(jié)果表明:考慮乘客感知的客流分配能有效綜合出行時間均值與方差對乘客路徑選擇決策的影響,從而能夠更好地描述和還原乘客路徑選擇行為,該研究成果對公交規(guī)劃與管理具有很強(qiáng)的理論指導(dǎo)價值,同時也有助于我們對城市復(fù)雜公共交通行為的理解,可為公交規(guī)劃者和公交用戶提供更科學(xué)、更貼近實際的決策支持。進(jìn)一步,探討內(nèi)外部因素共同作用下的學(xué)習(xí)行為如何促成日常公交系統(tǒng)的演化問題。不管是實時信息作用,還是換乘行為影響,還是乘客的個體感知體現(xiàn),現(xiàn)實生活中的公交出行,歸根結(jié)底是個動態(tài)的演化過程:在時變交通環(huán)境下,乘客依賴以往的出行經(jīng)驗、參考當(dāng)下的實時信息,對未來出行阻抗進(jìn)行預(yù)測,并據(jù)此調(diào)整出發(fā)時間或/和出行路徑,將該過程稱為乘客的出行學(xué)習(xí)行為。將經(jīng)歷-加權(quán)吸引模型用于乘客日常出行過程中基于學(xué)習(xí)行為的路徑選擇建模,從建立微觀乘客個體選擇行為機(jī)制出發(fā),研究群體行為集計匯聚而展現(xiàn)出來的系統(tǒng)演化規(guī)律,力圖再現(xiàn)個體乘客非合作情況下的宏觀出行規(guī)律;結(jié)合成都市真實公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),運(yùn)用計算機(jī)模擬仿真說明公交系統(tǒng)演化到廣義用戶最優(yōu)均衡的過程,并探討了外界擾動對系統(tǒng)收斂或系統(tǒng)均衡產(chǎn)生的影響。仿真結(jié)果與實際流量的對比分析結(jié)果表明:受乘客學(xué)習(xí)行為影響,個體乘客非合作情況下的出行終會達(dá)到廣義用戶均衡狀態(tài),但學(xué)習(xí)速度的快慢會導(dǎo)致均衡所需的時間各異;當(dāng)達(dá)到均衡狀態(tài)后,即便遭遇不可控的干擾,一段時間后,系統(tǒng)終將達(dá)到新的均衡狀態(tài);因此,基于EWAL模型的客流分析能有效解釋均衡如何產(chǎn)生,同時也能較充分地重現(xiàn)真實公交客流的宏觀走向和分布規(guī)律,從而能更好地解釋和預(yù)測乘客的出行決策行為。最后,歸納和總結(jié)本文的主要工作,指出了未來可能有待進(jìn)一步研究的方向。
[Abstract]:On October 10 , 2012 , the State Council convened the Standing Committee of the State Council to analyze and understand the problems of urban public transport .
In this paper , the impedance of road section and the impedance of the path are analyzed in detail , and the corresponding calculation method is given , and the method of determining the effective path set is proposed .
Explain and illustrate the core concepts related to bus passenger flow distribution , including bus collinear , trip strategy , etc .
The paper describes the definition of bus passenger flow distribution , and defines the classification of the problem . Finally , the paper makes a brief introduction to the distribution of bus passenger flow based on the real - time information of the following chapters .
In this paper , the author puts forward a mathematical programming model which is equivalent to the problem of public transport planning and management . trying to reproduce the macro - travel law of individual passengers in the non - cooperative situation ;
Combined with the real transit network data of Chengdu , the computer simulation is used to illustrate the evolution of the bus system to the optimal equilibrium of the generalized user , and the influence of the external disturbance on the system convergence or the system equilibrium is discussed . The results of the simulation show that the travel of the individual passengers will reach the generalized user equilibrium state under the influence of the passenger ' s learning behavior .
after reaching the equilibrium state , the system will reach a new equilibrium state after a certain period of time , even if the uncontrollable interference is encountered ;
Therefore , based on the EWAL model , the passenger flow analysis can effectively explain how the equilibrium is generated , and the macro - trend and distribution law of the real public transport passenger flow can be more fully reproduced , so that the behavior of the passengers ' travel decision - making can be better explained and predicted . Finally , the main work of this paper is summarized and summarized , and the direction which may be further studied in the future is pointed out .
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:U491.17
【參考文獻(xiàn)】
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