《公交网络可达性测算模型的构建浅析综述》4200字

公交网络可达性测算模型的构建浅析综述目录TOC\o"1-2"\h\u30107公交网络可达性测算模型的构建浅析综述 149971.1多模式公交网络可达性模型的构建思路 1303591.1.1模型构建理论基础 1175691.1.2模型构建思路 2111851.2可达性测算模型的构建 277201.2.1构建可达性测算模型的理论基础 215930Ai=lnfexpVij 277331.2.2多模式公交网络下模型变量指标的计算 364041.2.3模型变量指标权重标定 61.1多模式公交网络可达性模型的构建思路解决城市交通拥堵问题，保证城市网络的通达顺畅，是多模式公交网络优化的目标，本文通过对可达性进行测算来对网络的可达性进行衡量。本章以效用理论为基础，通过多模式公交网络的可达性特征分析确定效用模型中的变量指标，构建可达性测算模型；最后，利用该模型对交通网络的可达性水平进行计算，然后结合现实情况验证模型的合理性和实用性。1.1.1模型构建理论基础随机效用最大化理论：该理论应用有两个基本假设：第一，决策者做出任何决策都会产生一定的效用；第二，决策者通常选择效用最大的选项。本文主要研究的对象为多模式公交网络中点与点之间的可达性，因为选择项目多于两个，所以采用多项Logit模型，一般表达式如下:PPij表示出现者从i出发把j作为目的地的概率，f表示目的地的数目，Aij表示出行者选择i到j所得到的效用。一般情况下，效用函数是一个线性函数，与特性变量相关联，通常表达式为:A其中m表示变量个数，pm表示变量所对应的参数，Vij表示特性变量，本文结合多模式公交复合网络下可达性的特征来确定效用模型中的特性变量。1.1.2模型构建思路因为可达性的测算模型不仅要考虑理论因素，还得考虑现实因素，同时可达性模型的构建还需要对多模式公交网络具有实用性，但因为调查资料有限，本文将基于效用模型，结合相关现实的主观分析来构建多模式公交复合网络可达性测算模型。这样既能考虑可达性的多个影响因素，也能根据相关现实因素对其模型进行优化。（1）效用模型效用理论被广泛应用于交通规划领域，是决策者进行方案选择时采用的一种决策理论。本文设计的情境中，出行者在出行时将选择出行效用最大的路径，以此获得最大的出行效益，而出行效用则由网络可达性水平来评价。个体出行所能获得的效用与出行距离、出行费用等多个因素有关，每个出行者都有不一样的偏好，而出行效用可以一定程度上反应出行者的偏好，因此本文主要使用效用来作为出行者出行选择的衡量。综合上文分析，得到下面可达性测算模型构建的思路图：图1.1模型构建思路图中，结合土地利用等实际情况中的因素来分析可达性测算模型中权重的标定，综合出行效用进行模型的构建,因此该模型可以综合出行者、多模式公交网络等多个方面，实现对可达性的度量。1.2可达性测算模型的构建1.2.1构建可达性测算模型的理论基础（1）模型基本假设第一，出行者做出的每一个出行选择都会产生一定水平的出行效用，同时出行者会选择综合效用最高的选择，以获得最大的出行效益；第二，忽略影响出行者出行的时间、空间等各项因素之间的相互关系；第三，可达性与出行费用、时间等出行成本呈现负相关，而与降低出行成本的站点吸引度等因素呈正相关。（2）模型的构建效用模型的构建：根据上文的随机效用理论，复合网络的可达性Ai表示为出行者从i点使用公交网络到达目的地所得到的最大期望效用，可以表示为：A本文使用多项对数函数表示所有选择期望之和的理论，得出下面效用模型：Ai=式中，Ai为i点的可达性水平，表现为出行者从i点出发时，所能得到的最大出行效用。要达到比较可靠的可达性测量，确定出行效用的表达形式非常重要。如果把出行正效用设为Di，主要反映公交站点的吸引力，本文把出行站点吸引度设为正效用的计算指标，在测算中考虑区域经济、土地利用等因素，这样就可以很好的体现网络系统的可达性水平；本文把出行时间和出行费用两个因素设为出行负效用的计算指标，把出行负效用设为Zij，再对征服效用结合现实的相关因素进行相关的权重分析，分别给正负效应一个权重δ和θ，结合上述多项对数函数表示所有选择期望之和的理论[34]，这样可以得出出行者的效用表达：V研究中对δ、θ的取值一般为1、2，因此得到最终模型为：A该模型中可以清楚看到可达性与站点吸引力等出行正效用呈正相关，与出行费用和出行时间等出行负效用呈负相关，同时可以考虑土地利用、经济、人口等多种因素。1.2.2多模式公交网络下模型变量指标的计算在多模式公交网络系统中，出行者可以选择的出行组合很多，因此对于出行选择的因素也会比较多。而效用模型将出行者作为分析的主要对象，可以考虑其个人的决策影响，因此很适合可达性的测算。出行者在多模式公交复合网络下的出行选择主要受以下几个因素影响：系统的吸引性:本文将出行者从出行起点到终点的难度定义为系统的吸引性，出行者在一次出行活动中，出行起终点实际距离越近，可以得到的效用越大。出行时间：一般情况下，出行者会将出行时间作为出行选择考虑的重要因素，在选择的时候会优先考虑出行时间较短的方案。换乘：多模式公交网络系统中，不同的交通方式组合会带来不同的效果，很多出行者更愿意选择方便换乘的出行路线，因此换乘的便利成为了影响出行效用的重要因素之一。（4）出行费用：公共交通的一大优势就是经济性，这也是很多出行者选择公共交通出行的重要因素，一个好的公交系统会尽量降低出行者的平均出行费用，使得更多人选择公共交通出行。综上所述，本文将以系统吸引度、换乘、出现时间和费用几个因素作为效用模型的特性变量进行分析计算。一．正效用Di—站点出行吸引度站点可达性在多模式公交网络中对客流有很大的决定作用，因此可以认为站点对出行者的吸引度越高，该站点的可达性就越高。本文将通过距离衰减原理[35]，利用负罗切斯特函数来计算出行者选择公交出行的概率pi:p将该概率与人口数量相乘可计算出站点吸引度，因此吸引度公式如下：D其中ki表示区域人口；a、b表示出行需求随步行距离的衰减程度，为常数参数，可以依据拟合曲线和公共交通站点的吸引范围来确定，一般情况下，出行者选择轨道交通时，吸引范围为500到800米，即出行者能够接受的步行距离为500到800米，因此取a=2.0，b=0.007；当出行者选择地面常规公交时，吸引范围为500米以内，因此取a=1.4，b=0.007；d为出行者步行到公交站点的距离。二．负效用Zij—出行阻力的计算本文将出行时间和费用作为负效用的计算指标，将换乘考虑到出行时间当中，得出负效用Zij的公式：Z式中α1、α2表示权重，Z1、Z出行时间Z1出行时间一般包括三部分，一般是起点步行到站的时间与站步行到终点的时间之和、候车时间、乘车时间，因此可得出下面公式：Z式中：T1表示起终点到站的步行时间；T2表示候车时间；T3表示乘车时间；t表示各部分的权重；γ表示单位时间对于可达性衡量的效用权重，根据长春市2017年的数据，长春市城镇居民人均年可支配收入为33168元，人均每日工作时间为8小时，取γ为0.3元/分钟。1.起终点到站的步行时间T1T其中：L1表示起点到站距离；L2表示站到终点距离；v1表示个体的步行速度，根据《交通工程学》中行人的出行特性，通常为1.2m/s。2.候车时间T2候车时间和发车间隔密不可分，长春市地面常规公交系统的发车间隔一般为5到10分钟，而地铁发车间隔一般为4到5分钟，因此考虑到相关的道路因素，我们设定平均候车时间为T2=5分钟。1.乘车时间T3在多模式公交网络系统中，很多出行活动都会涉及到换乘，因此会产生多种不同出行方式的组合。因为本文的情景设定为以常规公交为主，轨道交通为辅的多模式公交，所以出行链组合主要分为以下几种情况：①常规直达H1：出行者出行的起终点均为同一公交线路的公交站点，根据研究[34]可知地面常规公交的运行时间一般服从正态分布：f（t）=式中，u表示公交行驶时间的期望，即站点间平均运行时间，σ2表示行驶时间的方差，设站点间的公交线路数量为n，v表示常规地面公交的平均速度，Lij表示起终点的距离，通过最大似然估计可以估计u的值：T②轨道直达H2：因为轨道交通的行驶基本不受外界影响，因此运行时间基本只与速度和站点数量有关，可表示为：T式中，v表示轨道交通的平均速度，n表示站点数，t0表示站点平均停靠时间，长春市地铁停靠时间为1分钟，因为轨道交通换乘参考H3。③地面常规公交换乘H3：因为长春公交换乘比较方便，因此换乘只考虑候车时间,设换乘次数为n，可得到下面的公式：T④地面常规公交与轨道之间的换乘H4：T综上所述，可以得出多模式公交中出行时间的一般公式（单位为分钟）：Z（2）出行费用Z2因为长春公交定价比较复杂，但长春大多数公交基础定价都为两元，因此假设长春市地面常规公交的费用和轨道交通的基础票价都为Z21=2元/人。但地铁出行费用的计算因为与里程有关，比较复杂，因此可以按里程票制计算费用：Z式中，k表示超出基础距离的收费标准；L表示轨道出行里程；L1表示基础票价的最大距离。所以可以得出Z2的一般公式：Z式中，x表示线路，lx表示线路x的使用情况，使用则为1，不使用为0。综上所述，结合对出行时间、费用的分析计算，结合单位时间价值系数，可得到多模式公交网络下个体出行的负效用公式:Z其中，α11.2.3模型变量指标权重标定因为在多模式公交网络的现实情况中，各种因素对可达性效用产生的影响各不相同。因此本文将从时间、经济等角度对可达性进行度量，通过查阅相关资料[36]，结合长春市现实交通情况对各项指标进行赋权。得到下表：表1.1各项变量的赋权负效用出行时间出行费用Z