[发明专利]一种多模式交通网络下的出行行为模拟方法

说明书

本发明公开了一种多模式交通网络下的出行行为模拟方法，通过构建多模式超级交通网络，在基础网络中添加虚拟节点和虚拟路段，将单层交通网络拓展为相互连接的公交层、网约车层、地铁层、共享单车层和换乘层网络，将单一的地理位置节点拓展为包含出行时间、出行模式和出行状态的复合节点，将复杂的多模式交通网络转化为单一出行模式网络的集合，能有效提高最短路搜索和流量分配算法的效率。基于随出行时段变化而变化的网络交通流量，可识别半日出行时段内的交通出行模式分布变化情况，本发明可用于集计层面获取用户出行模式选择的分布情况，以供共享交通企业和管理部门更合理地分配交通资源，提升资源利用率。

技术领域

本发明涉及交通网络建模领域，尤其是一种多模式交通网络下的出行行为模拟方法。

背景技术

随着城市建设的快速推进，城市交通的时空分布与模式结构发生了深刻变化。多模式组合出行环境下，城市交通需求的变化直接决定了城市交通基础设施的规划与建设。客观掌握不同出行模式的交通需求，是科学评估城市交通系统建设水平和运行效果的关键。城市出行模式的结构决定了相关部门在设施建设与维护上的投入重心，为城市交通管理与交通规划提供重要的数据基础和评价参考。

随着私家车数量的增加以及交通拥堵、环境问题和能源短缺等问题的加剧，公共交通服务、共享交通模式进入了中国市场，为出行者提供了一些更加环保的出行选择。目前，共享交通因其可达性高、成本低、操作简便等特点，已成为公共交通的一种互补交通方式或是私家车的替代选择。共享交通通常用于在两个交通站点之间完成最后一公里的中转行程，网约车则更常用于距离较远或出行时间有限、对准时性要求较高的出行。

由于共享服务是一种新兴的出行方式目前相关研究更多地关注于车辆调度管理和系统运行效率的提高。很少有研究探讨共享交通方式与其他交通方式的结合，以网约车为例：乘客可以在高度拥堵的道路上下车，采用共享单车或地铁方式通过，以避免交通堵塞，然后继续换用网约车或其他交通方式，以节省整体出行时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种多模式交通网络下的出行行为模拟方法，将单层交通网络拓展为相互连接的公交层、网约车层、地铁层、共享单车层和换乘层网络，将单一的地理位置节点拓展为包含出行时间、出行模式和出行状态的复合节点，将复杂的多模式交通网络转化为单一出行模式网络的集合，能有效提高最短路搜索和流量分配算法的效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多模式交通网络下的出行行为模拟方法，包括如下步骤：

(1)通过预设的节点扩展规则和节点链接规则，对输入的基础交通网络进行扩展，构建多交通模式下的超级交通网络；

(2)通过超级网络的生成，将基础交通网络中的多模式复合节点转化为超级网络中包含出行时间、出行模式和出行状态的单一出行模式节点，便于后续运算；

(3)根据各交通出行模式的特性，对所述包含地铁模式、公交模式、网约车模式与共享单车模式和换乘模式的各交通出行模式所在路径赋予对应的出行效用，用于进行最短路搜索；

(4)基于对交通出行方案的理解和预定义，删去换乘次数过多的可行路径数据，构建有效路径集合；

(5)基于交通量随出行时间的变化特性，将各出行时段交通量分配到多模式交通网络中，获取不同交通情况下的对应交通出行模式比例分布情况。

优选的，步骤(2)中，通过超级网络的生成，将基础交通网络中的多模式复合节点转化为超级网络中包含出行时间、出行模式和出行状态的单一出行模式节点具体为：

多模式交通网络M中，地点状态i∈U集合，换乘状态t∈T集合，可能的换乘状态ξ(t)∈T，既有的换乘次数为n，上车、下车状态指数为l，最大换乘次数为κ，模型中考虑的时间区间数量为K；

过程1：节点扩展；