[发明专利]寒区冰雪期居民出行方式优化配置方法

摘要

本发明提供一种寒区冰雪期居民出行方式优化配置方法，从交通安全效益、时间效益和支付费用效益三方面对寒区冰雪期居民各种出行方式如私家车、出租车、公交车、轨道交通、自行车和步行等进行综合效益评价，并且基于运筹学理论，以出行效益最大为目标函数，以不同出行方式的关键影响因素为约束条件建立寒区冰雪期居民出行结构优化模型。在实际应用中通过求解优化模型可以得出优化后的居民出行不同方式比例，与原有的寒区冰雪期居民出行结构相比，提出综合考虑效率、安全与经济的寒区冰雪期最优出行方式比例组合，同时可以提升寒区城市交通运行的总体效益，客观上通过优化配置出行方式达到缓解交通拥堵、降低行车事故率的效果。

主权项

一种寒区冰雪期居民出行方式优化配置方法，其特征在于，方法如下：步骤1、寒区冰雪期交通结构优化模型目标函数的建立：$\max B=\underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{B}_i$其中B_i＝B_Si+B_Ti+B_Ei$B_{\mathrm{Si}}=\frac{\mathrm{PE}\·\mathrm{PA}\·(P_i-P_{i0})\·P_{\mathrm{ai}}\·L_a}{z_i}$B_Ti＝PE·PA·(P_i‑P_i0)·T_i·G_TB_Ei＝PE·PA·(P_i‑P_i0)·C_i$B_i=PE\·PA\·(P_i-P_{i0})\·(\frac{P_{ai}\·L_a}{z_i}+T_i\·G_T+C_i)$式中B——出行总效益B，万元；B_Si——交通安全效益，万元；B_Ti——时间效益，万元；B_Ei——支付费用效益，万元；PE——寒区城市居民人数，人；PA——寒区冰雪期居民人均日出行率，人次/(人·天)；P_i——寒区冰雪期不同出行方式比例，％，1‑私家车，2‑出租车，3‑常规公交，4‑轨道交通，5‑自行车，含电动自行车，6‑步行；P_i0——现状不同出行方式分担率，％；P_a——寒区冰雪期交通事故发生的概率；L_a——每起交通事故的平均损失，万元/次；z_i——不同出行方式的平均载客数，p/veh；T_i——不同出行方式的平均出行时间，h/p；G_T——计算期限内的地区人均生产总值，万元/小时；C_i——不同交通方式每人次的出行费用，万元/人次。步骤2、约束条件：(2.1)出行距离约束在相同的居民出行意愿条件下，寒区冰雪期城市交通结构优化前后的不同出行方式总出行距离应相等，引入不同出行方式平均出行距离L_i，将寒区冰雪期城市交通出行距离的约束条件表示如下：$\underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{L}_i\·P_i\·PA\·PE=\underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{L}_i\·P_{i0}\·PA\·PE$(2.2)出行时间约束在出行距离相等的前提下，寒区冰雪期居民出行方式优化后的不同出行方式总出行时间应不大于优化前不同出行方式的总出行时间：$\underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{T}_i\·P_i\·PA\·PE\≤\underset{i=1}{\overset{6}{\Σ}}{T}_i\·P_{i0}\·PA\·PE$(2.3)公共交通运能约束包括常规公交和轨道交通两种，以公共交通高峰小时客流量不超过公共交通的设计运能为约束条件，得到寒区冰雪期城市公共交通高峰小时运能约束条件如下所示：PE·PA·P_i·K_i≤C_Oi·m_i式中K_i——不同公共交通高峰小时车人流量比例，％；m_i——高峰小时单位时间第i种公共交通车发车数，辆/小时；C_Oi——第i种公共交通工具核定载客量，人/辆。(2.4)公共交通出行比例约束对于常规公交和轨道交通这两种公共交通出行方式，考虑公共交通应在寒区冰雪期的居民出行分担率应逐步提高，因此本发明将公交出行分担率大于32％，所构建公共交通出行比例最低约束为：$\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}{P}_i\≥32\%$当公共交通出行比例上升时，会造成出租车这种出行方比例的下降，将出租车出行比例最低约束构建为：P_i≥3％(2.5)非机动车出行比例约束寒区冰雪期出行方式结构优化后的自行车含电动自行车与步行比例应不小于优化前的出行比例，约束构建如下：(2.5.1)自行车，含电动自行车：P₅≥P₅₀(2.5.2)步行：P₆≥P₆₀。步骤3、通过求解优化模型得出优化后的居民出行不同方式比例，与原有的寒区冰雪期居民出行结构相比，提出综合考虑效率、安全与经济的寒区冰雪期最优出行方式比例组合。