[发明专利]一种多层城市群综合客运网络稳定性评价方法

权利要求书

1.一种多层城市群综合客运网络稳定性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：交通小区—交通子网多层城市群综合客运网络模型构建；

所述步骤1包括以下子步骤：

步骤1.1：将城市群内所有汽车站、火车站、机场、港口作为网络节点并进行编号，以任意站点之间的通车线路为连边，构建城市群单运输方式客运网络模型；

步骤1.2：将公共交通便捷的城市中心城区划定为城市群交通小区，将交通小区内部的多种运输方式客运站点全耦合连接，构建城市群多运输方式衔接客运网络模型；

步骤1.3：对于交通小区外，部分地理位置较近、换乘方便的两个节点，为了体现换乘关系，将这些具有换乘关系的节点间添加耦合边，便成为相邻关联节点；

步骤1.4：标定城市群单运输方式客运网络权重；

步骤1.5：标定城市群多运输方式衔接客运网络权重；

步骤2：多层城市群综合客运网络稳定性级联失效仿真；

步骤2包括以下子步骤：

步骤2.1：基于实际交通特性，标定正常容量、设计容量、最大容量；正常容量是指节点的旅客最高聚集人数，用表示；设计容量是指站厅的规模大小，是从规划层面就已经规定的站房所能容纳的旅客数，用表示；最大容量是节点设计容量与最大拥挤程度系数δ的乘积，如下式表示；

步骤2.2：根据站点的年平均日旅客发送量乘以负载系数标定初始负载，用L_i(0)表示节点i的初始负载，负载系数为所有站点的旅客最高聚集人数之和除以所有站点的年平均日旅客发送量之和；

步骤2.3：按照节点编号排序攻击第一个节点，删除受攻击节点i，节点i失效，判断节点i是否处于交通小区中，是则转至步骤2.6，否则转至步骤2.4；

步骤2.4：判断节点i是否存在相邻关联节点，是则转至步骤2.5，否则转至步骤2.9；

步骤2.5：将失效节点的初始负载L_i(0)分配给相邻关联节点，转至步骤2.7；

步骤2.6：发生多运输方式衔接客运网络级联失效；

步骤2.7：发生单运输方式客运网络级联失效；

步骤2.8：发生其他多运输方式衔接客运网络级联失效；

步骤2.9：输出攻击该节点后引发的累计一般弹性失稳节点数累计过度弹性失稳节点数累计脆性失稳节点数按照下式计算该节点的不稳定度J_i；

其中：i表示第i个节点，即节点v_i；θ_j表示第j种不稳定程度系数；表示节点i引发的第j种失稳节点数；t表示负载分配次数；n_i表示节点i负载分配的总次数；

步骤2.10：判断所有节点攻击是否结束，是则转至步骤2.12；否则转至步骤2.11；

步骤2.11：网络恢复初始状态，攻击节点排序中的下一节点，删除受攻击节点，转至步骤2.3；

步骤2.12：所有节点均已按照顺序攻击完毕，级联失效仿真结束，输出所有节点的不稳定度排序，按照下式计算网络不稳定度L_m和网络不稳定度相对下降率l_m；

其中：m∈{1,2,3,4,5}，分别表示公路客运网络、铁路客运网络、水路客运网络、航空客运网络、综合客运网络，相应地V_m则表示这五种客运交通网络节点的集合；J_i表示节点i的不稳定度；ΔL_m表示网络不稳定度变化量；L_m表示某一客流损失下的网络不稳定度；L_m′表示上一客流损失下的网络不稳定度；

步骤3：关键节点客流激增情况下网络稳定性仿真与分析；

步骤3包括以下子步骤：

步骤3.1：将每个交通小区中不稳定度最高的关键节点作为客流激增节点并排序，选取第一个客流激增节点i；

步骤3.2：将客流激增节点i的客流校正系数μ视作其客流激增系数(μ≥1)，取μ＝1，此时客流损失σ＝0，标定节点一般弹性分配系数μ₁、过度弹性分配系数μ₂、脆性分配系数μ₃；

步骤3.3：将节点i的初始负载L_i(0)乘以客流激增系数μ得到新的初始负载L_i′(0)，如下式；

L_i′(0)＝μ×L_i(0)

步骤3.4：按照步骤2的仿真步骤，发生多层城市群综合客运网络稳定性级联失效仿真；

步骤3.5：判断客流激增系数μ是否大于μ_max，μ_max为设定的客流激增系数最大值，否则转至步骤3.6，是则转至步骤3.7；

步骤3.6：客流激增系数μ＝μ+x，x为设定的间隔数,返回步骤3.3；

步骤3.7：输出节点i网络不稳定度随客流激增系数变化曲线图；

步骤3.8：判断是否存在下一客流激增节点，是则转至步骤3.9，否则转至步骤3.10；

步骤3.9：网络恢复初始状态，接着选择下一关键节点进行客流激增仿真，返回步骤3.2；

步骤3.10：所有客流激增节点的级联失效仿真结束，对比不同客流激增节点的网络不稳定度随客流激增系数变化曲线图，其中对网络不稳定度影响最大的关键节点即为整个城市群综合客运网络中对客流激增最为敏感的站点。