《公交網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性測(cè)算模型的構(gòu)建淺析綜述》4200字

公交網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性測(cè)算模型的構(gòu)建淺析綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u30107公交網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性測(cè)算模型的構(gòu)建淺析綜述 149971.1多模式公交網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性模型的構(gòu)建思路 1303591.1.1模型構(gòu)建理論基礎(chǔ) 1175691.1.2模型構(gòu)建思路 2111851.2可達(dá)性測(cè)算模型的構(gòu)建 277201.2.1構(gòu)建可達(dá)性測(cè)算模型的理論基礎(chǔ) 215930Ai=lnfexpVij 277331.2.2多模式公交網(wǎng)絡(luò)下模型變量指標(biāo)的計(jì)算 364041.2.3模型變量指標(biāo)權(quán)重標(biāo)定 61.1多模式公交網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性模型的構(gòu)建思路解決城市交通擁堵問(wèn)題，保證城市網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)順暢，是多模式公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目標(biāo)，本文通過(guò)對(duì)可達(dá)性進(jìn)行測(cè)算來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性進(jìn)行衡量。本章以效用理論為基礎(chǔ)，通過(guò)多模式公交網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性特征分析確定效用模型中的變量指標(biāo)，構(gòu)建可達(dá)性測(cè)算模型；最后，利用該模型對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性水平進(jìn)行計(jì)算，然后結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況驗(yàn)證模型的合理性和實(shí)用性。1.1.1模型構(gòu)建理論基礎(chǔ)隨機(jī)效用最大化理論：該理論應(yīng)用有兩個(gè)基本假設(shè)：第一，決策者做出任何決策都會(huì)產(chǎn)生一定的效用；第二，決策者通常選擇效用最大的選項(xiàng)。本文主要研究的對(duì)象為多模式公交網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)與點(diǎn)之間的可達(dá)性，因?yàn)檫x擇項(xiàng)目多于兩個(gè)，所以采用多項(xiàng)Logit模型，一般表達(dá)式如下:PPij表示出現(xiàn)者從i出發(fā)把j作為目的地的概率，f表示目的地的數(shù)目，Aij表示出行者選擇i到j(luò)所得到的效用。一般情況下，效用函數(shù)是一個(gè)線性函數(shù)，與特性變量相關(guān)聯(lián)，通常表達(dá)式為:A其中m表示變量個(gè)數(shù)，pm表示變量所對(duì)應(yīng)的參數(shù)，Vij表示特性變量，本文結(jié)合多模式公交復(fù)合網(wǎng)絡(luò)下可達(dá)性的特征來(lái)確定效用模型中的特性變量。1.1.2模型構(gòu)建思路因?yàn)榭蛇_(dá)性的測(cè)算模型不僅要考慮理論因素，還得考慮現(xiàn)實(shí)因素，同時(shí)可達(dá)性模型的構(gòu)建還需要對(duì)多模式公交網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)用性，但因?yàn)檎{(diào)查資料有限，本文將基于效用模型，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)實(shí)的主觀分析來(lái)構(gòu)建多模式公交復(fù)合網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性測(cè)算模型。這樣既能考慮可達(dá)性的多個(gè)影響因素，也能根據(jù)相關(guān)現(xiàn)實(shí)因素對(duì)其模型進(jìn)行優(yōu)化。（1）效用模型效用理論被廣泛應(yīng)用于交通規(guī)劃領(lǐng)域，是決策者進(jìn)行方案選擇時(shí)采用的一種決策理論。本文設(shè)計(jì)的情境中，出行者在出行時(shí)將選擇出行效用最大的路徑，以此獲得最大的出行效益，而出行效用則由網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性水平來(lái)評(píng)價(jià)。個(gè)體出行所能獲得的效用與出行距離、出行費(fèi)用等多個(gè)因素有關(guān)，每個(gè)出行者都有不一樣的偏好，而出行效用可以一定程度上反應(yīng)出行者的偏好，因此本文主要使用效用來(lái)作為出行者出行選擇的衡量。綜合上文分析，得到下面可達(dá)性測(cè)算模型構(gòu)建的思路圖：圖1.1模型構(gòu)建思路圖中，結(jié)合土地利用等實(shí)際情況中的因素來(lái)分析可達(dá)性測(cè)算模型中權(quán)重的標(biāo)定，綜合出行效用進(jìn)行模型的構(gòu)建,因此該模型可以綜合出行者、多模式公交網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)可達(dá)性的度量。1.2可達(dá)性測(cè)算模型的構(gòu)建1.2.1構(gòu)建可達(dá)性測(cè)算模型的理論基礎(chǔ)（1）模型基本假設(shè)第一，出行者做出的每一個(gè)出行選擇都會(huì)產(chǎn)生一定水平的出行效用，同時(shí)出行者會(huì)選擇綜合效用最高的選擇，以獲得最大的出行效益；第二，忽略影響出行者出行的時(shí)間、空間等各項(xiàng)因素之間的相互關(guān)系；第三，可達(dá)性與出行費(fèi)用、時(shí)間等出行成本呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，而與降低出行成本的站點(diǎn)吸引度等因素呈正相關(guān)。（2）模型的構(gòu)建效用模型的構(gòu)建：根據(jù)上文的隨機(jī)效用理論，復(fù)合網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性Ai表示為出行者從i點(diǎn)使用公交網(wǎng)絡(luò)到達(dá)目的地所得到的最大期望效用，可以表示為：A本文使用多項(xiàng)對(duì)數(shù)函數(shù)表示所有選擇期望之和的理論，得出下面效用模型：Ai=式中，Ai為i點(diǎn)的可達(dá)性水平，表現(xiàn)為出行者從i點(diǎn)出發(fā)時(shí)，所能得到的最大出行效用。要達(dá)到比較可靠的可達(dá)性測(cè)量，確定出行效用的表達(dá)形式非常重要。如果把出行正效用設(shè)為Di，主要反映公交站點(diǎn)的吸引力，本文把出行站點(diǎn)吸引度設(shè)為正效用的計(jì)算指標(biāo)，在測(cè)算中考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)、土地利用等因素，這樣就可以很好的體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可達(dá)性水平；本文把出行時(shí)間和出行費(fèi)用兩個(gè)因素設(shè)為出行負(fù)效用的計(jì)算指標(biāo)，把出行負(fù)效用設(shè)為Zij，再對(duì)征服效用結(jié)合現(xiàn)實(shí)的相關(guān)因素進(jìn)行相關(guān)的權(quán)重分析，分別給正負(fù)效應(yīng)一個(gè)權(quán)重δ和θ，結(jié)合上述多項(xiàng)對(duì)數(shù)函數(shù)表示所有選擇期望之和的理論[34]，這樣可以得出出行者的效用表達(dá)：V研究中對(duì)δ、θ的取值一般為1、2，因此得到最終模型為：A該模型中可以清楚看到可達(dá)性與站點(diǎn)吸引力等出行正效用呈正相關(guān)，與出行費(fèi)用和出行時(shí)間等出行負(fù)效用呈負(fù)相關(guān)，同時(shí)可以考慮土地利用、經(jīng)濟(jì)、人口等多種因素。1.2.2多模式公交網(wǎng)絡(luò)下模型變量指標(biāo)的計(jì)算在多模式公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，出行者可以選擇的出行組合很多，因此對(duì)于出行選擇的因素也會(huì)比較多。而效用模型將出行者作為分析的主要對(duì)象，可以考慮其個(gè)人的決策影響，因此很適合可達(dá)性的測(cè)算。出行者在多模式公交復(fù)合網(wǎng)絡(luò)下的出行選擇主要受以下幾個(gè)因素影響：系統(tǒng)的吸引性:本文將出行者從出行起點(diǎn)到終點(diǎn)的難度定義為系統(tǒng)的吸引性，出行者在一次出行活動(dòng)中，出行起終點(diǎn)實(shí)際距離越近，可以得到的效用越大。出行時(shí)間：一般情況下，出行者會(huì)將出行時(shí)間作為出行選擇考慮的重要因素，在選擇的時(shí)候會(huì)優(yōu)先考慮出行時(shí)間較短的方案。換乘：多模式公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，不同的交通方式組合會(huì)帶來(lái)不同的效果，很多出行者更愿意選擇方便換乘的出行路線，因此換乘的便利成為了影響出行效用的重要因素之一。（4）出行費(fèi)用：公共交通的一大優(yōu)勢(shì)就是經(jīng)濟(jì)性，這也是很多出行者選擇公共交通出行的重要因素，一個(gè)好的公交系統(tǒng)會(huì)盡量降低出行者的平均出行費(fèi)用，使得更多人選擇公共交通出行。綜上所述，本文將以系統(tǒng)吸引度、換乘、出現(xiàn)時(shí)間和費(fèi)用幾個(gè)因素作為效用模型的特性變量進(jìn)行分析計(jì)算。一．正效用Di—站點(diǎn)出行吸引度站點(diǎn)可達(dá)性在多模式公交網(wǎng)絡(luò)中對(duì)客流有很大的決定作用，因此可以認(rèn)為站點(diǎn)對(duì)出行者的吸引度越高，該站點(diǎn)的可達(dá)性就越高。本文將通過(guò)距離衰減原理[35]，利用負(fù)羅切斯特函數(shù)來(lái)計(jì)算出行者選擇公交出行的概率pi:p將該概率與人口數(shù)量相乘可計(jì)算出站點(diǎn)吸引度，因此吸引度公式如下：D其中ki表示區(qū)域人口；a、b表示出行需求隨步行距離的衰減程度，為常數(shù)參數(shù)，可以依據(jù)擬合曲線和公共交通站點(diǎn)的吸引范圍來(lái)確定，一般情況下，出行者選擇軌道交通時(shí)，吸引范圍為500到800米，即出行者能夠接受的步行距離為500到800米，因此取a=2.0，b=0.007；當(dāng)出行者選擇地面常規(guī)公交時(shí)，吸引范圍為500米以內(nèi)，因此取a=1.4，b=0.007；d為出行者步行到公交站點(diǎn)的距離。二．負(fù)效用Zij—出行阻力的計(jì)算本文將出行時(shí)間和費(fèi)用作為負(fù)效用的計(jì)算指標(biāo)，將換乘考慮到出行時(shí)間當(dāng)中，得出負(fù)效用Zij的公式：Z式中α1、α2表示權(quán)重，Z1、Z出行時(shí)間Z1出行時(shí)間一般包括三部分，一般是起點(diǎn)步行到站的時(shí)間與站步行到終點(diǎn)的時(shí)間之和、候車時(shí)間、乘車時(shí)間，因此可得出下面公式：Z式中：T1表示起終點(diǎn)到站的步行時(shí)間；T2表示候車時(shí)間；T3表示乘車時(shí)間；t表示各部分的權(quán)重；γ表示單位時(shí)間對(duì)于可達(dá)性衡量的效用權(quán)重，根據(jù)長(zhǎng)春市2017年的數(shù)據(jù)，長(zhǎng)春市城鎮(zhèn)居民人均年可支配收入為33168元，人均每日工作時(shí)間為8小時(shí)，取γ為0.3元/分鐘。1.起終點(diǎn)到站的步行時(shí)間T1T其中：L1表示起點(diǎn)到站距離；L2表示站到終點(diǎn)距離；v1表示個(gè)體的步行速度，根據(jù)《交通工程學(xué)》中行人的出行特性，通常為1.2m/s。2.候車時(shí)間T2候車時(shí)間和發(fā)車間隔密不可分，長(zhǎng)春市地面常規(guī)公交系統(tǒng)的發(fā)車間隔一般為5到10分鐘，而地鐵發(fā)車間隔一般為4到5分鐘，因此考慮到相關(guān)的道路因素，我們?cè)O(shè)定平均候車時(shí)間為T2=5分鐘。1.乘車時(shí)間T3在多模式公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，很多出行活動(dòng)都會(huì)涉及到換乘，因此會(huì)產(chǎn)生多種不同出行方式的組合。因?yàn)楸疚牡那榫霸O(shè)定為以常規(guī)公交為主，軌道交通為輔的多模式公交，所以出行鏈組合主要分為以下幾種情況：①常規(guī)直達(dá)H1：出行者出行的起終點(diǎn)均為同一公交線路的公交站點(diǎn)，根據(jù)研究[34]可知地面常規(guī)公交的運(yùn)行時(shí)間一般服從正態(tài)分布：f（t）=式中，u表示公交行駛時(shí)間的期望，即站點(diǎn)間平均運(yùn)行時(shí)間，σ2表示行駛時(shí)間的方差，設(shè)站點(diǎn)間的公交線路數(shù)量為n，v表示常規(guī)地面公交的平均速度，Lij表示起終點(diǎn)的距離，通過(guò)最大似然估計(jì)可以估計(jì)u的值：T②軌道直達(dá)H2：因?yàn)檐壍澜煌ǖ男旭偦静皇芡饨缬绊?，因此運(yùn)行時(shí)間基本只與速度和站點(diǎn)數(shù)量有關(guān)，可表示為：T式中，v表示軌道交通的平均速度，n表示站點(diǎn)數(shù)，t0表示站點(diǎn)平均?？繒r(shí)間，長(zhǎng)春市地鐵?？繒r(shí)間為1分鐘，因?yàn)檐壍澜煌〒Q乘參考H3。③地面常規(guī)公交換乘H3：因?yàn)殚L(zhǎng)春公交換乘比較方便，因此換乘只考慮候車時(shí)間,設(shè)換乘次數(shù)為n，可得到下面的公式：T④地面常規(guī)公交與軌道之間的換乘H4：T綜上所述，可以得出多模式公交中出行時(shí)間的一般公式（單位為分鐘）：Z（2）出行費(fèi)用Z2因?yàn)殚L(zhǎng)春公交定價(jià)比較復(fù)雜，但長(zhǎng)春大多數(shù)公交基礎(chǔ)定價(jià)都為兩元，因此假設(shè)長(zhǎng)春市地面常規(guī)公交的費(fèi)用和軌道交通的基礎(chǔ)票價(jià)都為Z21=2元/人。但地鐵出行費(fèi)用的計(jì)算因?yàn)榕c里程有關(guān)，比較復(fù)雜，因此可以按里程票制計(jì)算費(fèi)用：Z式中，k表示超出基礎(chǔ)距離的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；L表示軌道出行里程；L1表示基礎(chǔ)票價(jià)的最大距離。所以可以得出Z2的一般公式：Z式中，x表示線路，lx表示線路x的使用情況，使用則為1，不使用為0。綜上所述，結(jié)合對(duì)出行時(shí)間、費(fèi)用的分析計(jì)算，結(jié)合單位時(shí)間價(jià)值系數(shù)，可得到多模式公交網(wǎng)絡(luò)下個(gè)體出行的負(fù)效用公式:Z其中，α11.2.3模型變量指標(biāo)權(quán)重標(biāo)定因?yàn)樵诙嗄Ｊ焦痪W(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實(shí)情況中，各種因素對(duì)可達(dá)性效用產(chǎn)生的影響各不相同。因此本文將從時(shí)間、經(jīng)濟(jì)等角度對(duì)可達(dá)性進(jìn)行度量，通過(guò)查閱相關(guān)資料[36]，結(jié)合長(zhǎng)春市現(xiàn)實(shí)交通情況對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)。得到下表：表1.1各項(xiàng)變量的賦權(quán)負(fù)效用出行時(shí)間出行費(fèi)用Z