一種基于Logistic模型的客流預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Logistic模型的客流預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中主要采用四階段的客流預(yù)測(cè)方法，即出行生成預(yù)測(cè)、出行分布預(yù)測(cè)、交 通方式劃分預(yù)測(cè)和路網(wǎng)分配。出行生成預(yù)測(cè)模型是預(yù)測(cè)總的出行產(chǎn)生量，即每一個(gè)小區(qū)的 全部進(jìn)出交通流量。出行分布預(yù)測(cè)模型中最典型的是重力模型和增長(zhǎng)系數(shù)法。交通方式劃 分預(yù)測(cè)模型主要分集聚模型和非集聚模型兩種，最早的集聚模型是分擔(dān)率曲線法，非集聚 模型以效用最大化理論為基礎(chǔ)，其中有離散選擇模型，根據(jù)所采用的概率分布函數(shù)不同，又 分為L(zhǎng)ogit模型族和Probit模型族，其中多元Logit模型仍被廣泛應(yīng)用。路網(wǎng)分配方法包 括全有全無(wú)分配方法、增量分配法、連續(xù)平均法。
[0003] 四階段法客流預(yù)測(cè)是一種集聚的客流預(yù)測(cè)方法，而集聚模型是將每個(gè)人的交通活 動(dòng)按照交通小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和處理的，所以，交通小區(qū)的劃分合理與否是四階段法客流 預(yù)測(cè)合理與否的基礎(chǔ)。運(yùn)用四階段法進(jìn)行規(guī)定交通客流預(yù)測(cè)時(shí)，首先要做的工作是對(duì)研究 的城市區(qū)域進(jìn)行交通小區(qū)的劃分，從而進(jìn)行城市人口、就業(yè)、土地利用等資料的調(diào)查，在此 基礎(chǔ)上進(jìn)行居民出行生成預(yù)測(cè)、出行分布預(yù)測(cè)、交通方式劃分預(yù)測(cè)和交通分配。但是，交通 調(diào)查是一項(xiàng)極其費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的工作，而且結(jié)果的準(zhǔn)確性也不好。
[0004] 另外四階段法還存在其他一些不足，例如：⑴不同目的出行的生成和分布規(guī)律 變化很大，現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法并沒(méi)有很好的考慮這個(gè)因素的影響。（2)重力模型具有結(jié)果簡(jiǎn)單、 使用范圍廣的特點(diǎn)，但是當(dāng)交通小區(qū)劃分緊密，區(qū)間行走時(shí)間較短時(shí)，重力模型對(duì)現(xiàn)有交通 分布的擬合不好。（3)現(xiàn)有交通分配模型都是先求出公交0D，在此基礎(chǔ)上采用某種分擔(dān)率 模型劃分軌道交通0D進(jìn)行分配，但是沒(méi)有考慮到預(yù)測(cè)年現(xiàn)有其他交通方式可能向軌道交 通轉(zhuǎn)移等。從另一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，四階段法在預(yù)測(cè)軌道交通客流量的應(yīng)用上，沒(méi)有考慮到軌道 交通的一些固有特點(diǎn)，如行車配置、運(yùn)營(yíng)計(jì)劃制定、票價(jià)政策等等，這些對(duì)于客流都有較大 的影響。同時(shí)，四階段法作為一次性的預(yù)測(cè)手段，在預(yù)測(cè)方面并不能做到高精度及長(zhǎng)期跟蹤 修正。而且由于四階段法在掌握事實(shí)階段需要投入大量的測(cè)算成本，因此也不符合反復(fù)跟 蹤測(cè)算的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于Logistic模型的客流預(yù)測(cè) 方法，利用已有的客流數(shù)據(jù)，通過(guò)合理的手段進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測(cè)，提高預(yù)測(cè)的精度。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于Logistic模型的客流預(yù)測(cè)方法，應(yīng)用于軌道交通的中長(zhǎng)期客流量預(yù)測(cè)， 所述客流預(yù)測(cè)方法包括：
[0008] 從客流數(shù)據(jù)庫(kù)中提取客流數(shù)據(jù)，并將所述客流數(shù)據(jù)導(dǎo)入中長(zhǎng)期客流數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0009] 在所述中長(zhǎng)期客流數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取所述客流數(shù)據(jù)中的月均客流數(shù)據(jù)和日均客流數(shù) 據(jù)；
[0010] 根據(jù)所述月均客流數(shù)據(jù)和/或所述日均客流數(shù)據(jù)利用Logistic模型進(jìn)行客流預(yù) 測(cè)建模，并進(jìn)行優(yōu)化，得到客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0011] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述月均客流數(shù)據(jù)和/或所述日均客流數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ) 月客流預(yù)測(cè)建模。
[0012] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述月均客流數(shù)據(jù)和/或所述日均客流數(shù)據(jù)進(jìn)行季節(jié) 性客流預(yù)測(cè)建模。
[0013] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述月均客流數(shù)據(jù)和/或所述日均客流數(shù)據(jù)進(jìn)行路網(wǎng) 結(jié)構(gòu)客流預(yù)測(cè)建模。
[0014] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述月均客流數(shù)據(jù)和/或所述日均客流數(shù)據(jù)進(jìn)行春運(yùn) 客流預(yù)測(cè)建模，得到月客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0015] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述月均客流數(shù)據(jù)和所述日均客流數(shù)據(jù)生成日期因素 表。
[0016] 優(yōu)選的，所述方法中，所述日期因素表包括平常日客流數(shù)據(jù)和特殊日客流數(shù)據(jù)。
[0017] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述平常日客流數(shù)據(jù)和所述月均客流數(shù)據(jù)進(jìn)行平常日 客流預(yù)測(cè)建模，得到平常日客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0018] 優(yōu)選的，所述方法中，根據(jù)所述特殊日客流數(shù)據(jù)和所述月均客流數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊日 客流預(yù)測(cè)建模，得到特殊日客流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選的，所述方法中，所述客流預(yù)測(cè)建模的公式為：
[0020]
[0021] 其中，N為預(yù)測(cè)的客流量，r為乘客的內(nèi)稟增長(zhǎng)率，K為軌道交通的資源豐富程度； Θ為密度制約參數(shù)。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：
[0023] 本發(fā)明無(wú)需進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力的交通調(diào)查工作，立足于軌道交通AFC系統(tǒng)的歷史客流 數(shù)據(jù)，分析其客流發(fā)展規(guī)律，基于Logistic提出符合客流發(fā)展規(guī)律的預(yù)測(cè)模型，本發(fā)明可 以反復(fù)跟蹤測(cè)算預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，不斷自動(dòng)修正模型，從而達(dá)到更好的預(yù)測(cè)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的預(yù)測(cè)建模與Logistic模型之間的關(guān)聯(lián)圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明基于Logistic模型的客流預(yù)測(cè)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，下述技術(shù)方案，技術(shù)特征之間可以相互組合。
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說(shuō)明：
[0029] 實(shí)施例一
[0030] 本實(shí)施例提供了一種基于Logistic模型的客流預(yù)測(cè)建模的公式，本實(shí)施例可以 應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域，本實(shí)施例中的經(jīng)典Logistic模型描述了種群增長(zhǎng)數(shù)量與環(huán)境資源 之間的關(guān)系，如圖1所示，經(jīng)典Logistic種族的種族增長(zhǎng)曲線模型中的參數(shù)與本實(shí)施例的Logistic客流增長(zhǎng)曲線模型可以有如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系，例如，經(jīng)典Logistic中種群數(shù)量可以 對(duì)應(yīng)本實(shí)施例的乘客人數(shù)、種族的生長(zhǎng)環(huán)境可以對(duì)應(yīng)本實(shí)施例的軌道交通線路、資源量可 以對(duì)應(yīng)本實(shí)施例中的軌道交通運(yùn)能。
[0031] 下面將普通的Logistic模型結(jié)合軌道交通這一環(huán)境表示的增長(zhǎng)率規(guī)律的基本方 程形式為列出加下，
[0032]
[0033] 兵甲，'吊'數(shù)r(r>U)孫73乘客人數(shù)的內(nèi)稟增長(zhǎng)率，表示每個(gè)乘客在沒(méi)有受到抑制作 用時(shí)的最大增長(zhǎng)率，即此乘客平均出生率與平均死亡率之差，反映的是乘客人數(shù)的內(nèi)在特 性。Κ(Κ>0)反映了軌道交通資源的豐富程度。N為預(yù)測(cè)的客流人數(shù)，當(dāng)N=K時(shí)，乘客人數(shù) 不再增長(zhǎng)，所以K表征了軌道交通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能夠容納乘客人數(shù)的最大數(shù)量。乘客人數(shù)的積分 形式即為
[0034] 上述建立的模型的增長(zhǎng)率可以呈現(xiàn)如下規(guī)律：首先在開(kāi)始期乘客總數(shù)會(huì)很少，密 度增長(zhǎng)緩慢。之后會(huì)到來(lái)一個(gè)加速期，這時(shí)乘客的數(shù)量逐漸增加，密度增長(zhǎng)逐漸加快。之后 進(jìn)入轉(zhuǎn)折期，乘客總數(shù)達(dá)到飽和密度的一半，即為K/2,此時(shí)密度增長(zhǎng)最快，之后逐步進(jìn)入減 速期，乘客的數(shù)量超過(guò)K/2以后，密度增長(zhǎng)逐漸變慢。最后是飽和期，乘客的數(shù)量達(dá)到K值 而飽和。
[0035] 實(shí)施例二
[0036] 本實(shí)施例作為實(shí)施例一的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，對(duì)實(shí)施例一種的建模公式進(jìn)行了改 進(jìn)，本實(shí)施例提出了一種特定參數(shù)取得的自適應(yīng)種群增長(zhǎng)的Logistic模型公式：
[0037]
;中，N、K、r的含義與上述實(shí)施例相同，Θ為密度制約參數(shù)， 它是一個(gè)能兼容各種密度制約機(jī)制，含有更一般的非線性制約的函數(shù)，且存在顯式解的種 群增長(zhǎng)模型。因此它是一個(gè)描述乘客人數(shù)增長(zhǎng)較好的數(shù)學(xué)表達(dá)式。