城市公交网络阻抗函数模型

$/ +{ +E % \ d e [ ] b e | LC 1 C L 0 3 L E Q C1{ D NC 0 L | L 2 3 F & LND R L } { D 2 3 F R L 0 F 2 "E F NL D 3 E 0 1 J J F {J } D K1 2 R{ F E ’2 D R L 3
B % A 函数构成分析 公交阻抗函数模型由两 大 部 分 构 成 ’ KH为 时 间阻抗 ’ 包括乘客车外消耗时间和车内消耗时间 ’
P 实例应用
将模型应用于佛山市顺德区公共交通规划
中’ 采 用 顺 德 区 QR 调 查 数 据 对 建 立 的 模 型 理 论 进行验证 % 经过选取多个 QR 点对进行参数标定 ’
O M NP
通调查数据 , 对R S T 函数进行重新标定建立的模 型( 式( 而得来的 , 即 . + +
Q
< 阻抗函数的建立
基于公交出行路径选择的多路径概率分配理 论, 提出公交阻抗函数模型如下 ?@ B@ , ( & + = A> C > & " > 式 中, 为 路 径 阻 抗 值 为 时 间 阻 抗 指 乘 客 , = A> > 包括公交车辆 车 外的消 耗 时 间 和 车 内 消 耗 时 间 , 在 路 段 上 的 时 间 和 交 叉 口 的 延 误C >为 费 用 阻 抗 ,主要指乘客需支付的费用 @ &和 @ " 为参数 ’ < ’ < 时间阻抗 D E的计算 按 照 乘 客 公 交 出 行 全 过 程 计 算, 公交出行的 时间阻抗计算 ?F BF BF , ( " + A> > G 6 式中 , 起终点之间的路段行驶时间 F F >为路径 > G
收稿日期 !" # # $ % & # % " $ ’
Leabharlann Baidu
K > W U? J U B & 6 & L > V ( . + / K > ?J BJ " / XQ L > 式中 , 为平均行驶车速为 起终 点间 F U 的路段 > > 的 路段行驶时间( + YZ 5 U为路段的平均行驶车
MN MN
速( + [ Y\ ] U [ Y\ 6为 各 等 级 公 路 的 设 计 车 速 ( + , , ^J ] J J J J & " / 和 Q为 回 归 参 数 与 修 正 系 数 , & / 的取值见文献 M & N I # 为基于设计车速的路段行驶 时 间( + \ + YZ 5 K _ ‘ ] ] L >为 路 段 的 交 通 量 ( >为 路 段的通行能力 ( \ + ’ _ ‘ ] ]
纲 -> 费 用 值 的 量 纲 是 元’ 则O ’ . ? ? " 的 量 纲 是 -> 元’ O $ 为无量纲参数 %
B % P 模型的求解问题 函数模型的求解关键在于标定参数 O ’ $和 O " 和 与 属 于 参 数 估 计 中 的 点 估 计 问 题% 由于 O O $ " 其 母 体 矩 的 关 系 具 有 不 确 定 性 ’而 O $和 O "的取 值可看成 是 在 路 径 选 择 约 束 范 围 内 ’ 对各条路径 选 择情况概率最 大 时 + 在对方程求一阶导数的零 点中反映 0’ 参数 O 因此 ’ 采用 $和 O " 所对应的值 % C ( E 极大似然估计法进行函数模型的参数标定 %
为经过城市节点的时间延误 F 6 表示 到站离 站时 间1 发车间隔及换乘时间的总和 ’ 计算 , 即 ’ / + H F >的计算 ’F >采用式 ( ? F >
Q I K # > ’ ( / + & B J L & > 函数 F >是 国 家 九 五 交 通 科 技 重 点 攻 关 项 目 & N 公路通行能力研究中 M ,结合 我国 大规模 实际交
第" /卷增刊 " " # # $年 & "月
华
中
城市科学版 + 科 技 大 学 学 报( h ’i j k:; 2’( :3 f 4 5; G Z ‘ 5 G ‘l m Z n Z i 5 +
oi p ’ " /; q r ’ " 9 ‘ G ’ " # # $
城市公交网络阻抗函数模型
蒋忠海 & 邹志云 &
TU V W X U Y Z [ \ ] ^_ ‘ \ X a bc [ ] ^ d a e f W e g hi W V ] ^ b Wj ‘ ^ b e a U ^
A A k l mnop q r s t q u v p w xp q v y z s
" "
% " ) ) +#OI B ( ( * ? +4 & I { | D D } D J / 0 1 J J F {I { F ~! 2 " /+$ Q | 1 2? | F 2 1
华中科技大学 ( & ’ 交通科学与工程学院 ,湖北 武汉 . / # # 0 . +
摘
要! 把时间1 费用1 交 通 流 和 城 市 节 点 影 响 通 过 参 数 标 定 建 立 起 综 合 函 数 关 系 ,避 免 了 一 般 综 合 性 路 阻 函
数费用与时间相互转换过程中, 需要时间价值参数这一难定量的指标’ 公交阻 抗 包 括 时 间 阻 抗 和 费 用 阻 抗, 这 两种阻抗的单位不同, 本文借助数学方法, 将这两种阻抗进行量纲的统一, 然后采用数理统计的方法对阻抗中 的参数进行标定 ’ 最后 , 将模型应用于具体的项目中证明模型可行 ’ 关键词 ! 城市公交网络 - 时间阻抗 - 费用阻抗 - 2 3 4 5 6 7 89 中图分类号 ! 文献标识码 文章编号 * . ’ & ) & ! ! & $ 0 " % 0 # / 0 ( " # # $ + " % # & # ) % # / 2 :) 8 ;
公交阻抗值是指乘客在公共交通线路上出行 的时间 ( 含车外时间 + 费用 1 方便性 ( 如换乘 + 等综 1 合费用指标 , 是乘客选择公交线路的依据 ’ 公交阻 抗 函 数能 真 实 反 映 出 乘 客 公 交 出 行 的 心 理 特 性 , 综合 考 虑 时 间 和 费 用 因 素 , 是把公交阻抗定量化 的 数 学 表 达 式’ 将 行 程 时 间1 交 通 量1 费用和城市 节 点因素 影 响 综 合 一 起 考 虑 , 通过对函数模型参 建立起适合公交网络的综合路阻函数 数 的标定 , 模 型 ,并 将 时 间 价 值 性 与 费 用 相 统 一 , 使路阻函 数 更 加直 观 地 反 映 公 交 阻 抗 情 况 , 也避免了将费 用与时间相互转换中需要确定时间价值参数的过 程’ 如此建立的阻抗函数 , 经实例应用证明具有较 好的可行性与适用性 ’
万方数据
图 $ 应用阻抗函数公交客流量分配结果
增刊 #
蒋忠海等 $城市公交网络阻抗函数模型
>" " " >
最终采用 ! 对道路等级较低的路 "和 ! # 的 值 为$ 中 心 城 区 外 的 路 网& 网区 域 % ) ( # * + ) ! ! "’ ( #’ ( 对于 道路等 级 较 高 路 网 区 域 % 中心城区路网& " , 最后+ 将! ’( ) ( " # + ’( ) ( ( . ) ! ! " # "和 ! #应用到公 共 交通分配模型中 % 图" 从/ & ) 0 1 2 3 4 56 的 数 应用本文建立的阻抗 据 图 视中 的 结 果 可 以 得 出 +
; 结
论
研究结果能很好地应用到城市常规公交规划 中去+ 模型 中 各 种 变 量 的 值 能 直 接 反 映 乘 客 在 公 交 出行过 程 中 的 各 种 参 数 ) 用极大似然理论对模 型参数的标定 +事实证明与实际的交通分配情况 误差较小 )
7 8 9 / 0 1 2 3 4 56 / 0 1 2 3 C D 0 E 1 E F D 2G H II D J E K1 0 LML 0 3 F D 2 中国代理$ 北京友好创 ? ) (6 7 9 ) L NDO3 L 0 P 3G Q F R L S 达科技有限公司 + # ( ( # )
用式 + 计算 ’ 即 F 0 #I . $ = = ’ + F 0 G J H H : 为 路 径 中 乘 客 的 公 交 出 行 距 离 式 中’ + ) H , -0 I H 为 路 径 中 公 交 票 价 一 般 为 一 个 定 值 分 + 0 + . J H : % , -0
B 阻抗函数模型解析
D E 采 乘 客 出 行 费 用 直 接 反 映 在 公 交 票 价 上C ’
其中路宽等路段上的自身物理条件和交通流本身 的特点引 起 的 交 通 拥 挤 所 导 致 的 时 间 延 误 ’ 都在 主要反映 L M N函 数 中 反 映 出 来) G H为 费 用 阻 抗 ’ 在票价上面 % B % B 量纲问题 根 据 具 体 路 网 强 调 阻 抗 作 用 的 不 同’ 公交阻 但是对于 抗函数值 1 H可取时间值与费用值两种 % 城市公交 ’ 如果是采取统一票价 ’ 则阻抗函数更多 地 强 调 在 时 间 值 上’ 由O $和 O "建立起函数量纲 上的统一 % 取路段 H 的路阻函数值 1 H为时间值量
式 !"#$ 自由式 !"# $ 混合式 % $ &$ % " ’ % " &$ % ( ’ % " &$ % ( ) !"# $ *为 经 过 城 市 的 平 均 车 速 + , -. 路网抽象时 ’ 城 0 ) % / 1 为城市外环等效半径 + , -0 市 常 常被 抽 象 成 一 个 节 点 % 本文将城市节点的延 误 用式+ 来确定 ’ 式适用于没有环路的城市 2 0 + 0 3 节 点) 对于有环路的城市 ’ 按+ 式把车辆路经城 0 4 市时走的路径看成是半个外环的长度 % % 6 5 6 7 的计算 % 7 计算公式 #+ . " 9; 0 . < = ’ + < 0 6 6 6 7 896 : $ / 式中 ’ 6 8 为乘客步行到站及步行离站的时间总和 0 ) + 0 ) -> ? ; 6 -> ? 6 @为 发 车 间 隔 + $ 为 换 乘 次 数) / 为 一次换乘时间+ 往往适当扩大换乘时间 0 ’ -> ? 计算值大于实际值 0 来反映因换乘造成的不便 % + A % B 费用阻抗的计算
M " N ’ a F F G 的计算 ’ G 计算公式
( g + ( f + 式中 , 建议大 城市 b&? & ’ / , b& 为城市 类别 系数 , 中 等城市 b&?& ’ & g,小城市 b&?& ’ & b" 为非直 线 系 数, 在 交 通 流 方 向 有 主 干 道 时, 对 ’ # , b"? & 于复杂的路网 , 过境路线不明确 , 根据路网结构的 不同 , 方 格 网 b"? & 环形放射 ’ . &, b" 取 不 同 值 !
卫) 公路网 络 规 划 建 设 与 管 理 方 法 伟 )道 路 阻 抗 函 数 理 论 与 应 用 研 究
7 )北京 $科学出版社 + # ( ( " ) =9 周 7 # 9 王 元 庆+ 7 B 9 王 公路交通科技 + 7 9 ) # ( ( ? + % . & $ @ ? # A @ ? 8 ) > 炜+ 杨 新 苗) 城市公共交通系统规划方法与技 杰 +张 旭 莉 ) 路阻函数的最大似然标 术7 科学出版社 + )北京 $ # ( ( # ) =9 7 ? 9 靳 文 舟 +张 定法 7 公路交通科技 +" 9 ) . . , + % " # & $ # 8 A # * ) >
7 8 9
但 是+ 在 模 型 的 建 立 中 +某 些 无 法 定 量 的 交 驾驶员的 通 阻 抗 影 响 因 素 +如 信 息 的 诱 导 作 用 < 心理 作用 及天气 状况等 +目前 还是无 法考虑 +需 要进一步研究 )
参 7 " 9 王 炜+ 邓 考 文 献
函数分配结果的相对误差主要集中在 ( ) ( 8 : 证明建立的公交阻抗函数能够较现实地反 ( ) " 8 + 映公交客流量在公交网络中的分布情况 )
WF ?$ # b& b" c dG V XF ?$ # e = c d, G
( 4 +
作者简介 !蒋忠海 ( 男 ,硕士研究生 武汉 , 华中科技大学交通科学与工程学院 ( & ) * & % + , . / # # 0 . + ’
万方数据
S$ $ = S
华
中
科
技
大
学
学
报+ 城市科学版 0
" = = <年