本发明专利技术提供一种基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，以城市轨道交通AFC系统历史客票数据为基础，结合城市轨道交通网络和实绩列车运行图，从车站、线路/区间和路网三个层面系统地分析城市轨道交通客流的时空分布特性，同时为客流时空分布提供了良好的二维/三维可视化技术和过程演化的重现技术。本发明专利技术具有较好的先进性、实用性和通用性，利用本发明专利技术可以从不同层面系统全面地掌握城市轨道交通网络客流的时空分布特征，为城市轨道交通运营管理和组织优化提供良好的科学数据和支撑依据，同时为城市轨道交通网络客流时空分布演化过程重现和客流演化规律研究提供了有效的技术途径。
【技术实现步骤摘要】
一种基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法
本专利技术涉及智能化数据挖掘
，尤其涉及一种基于AFC客票数据的城市轨 道交通客流分析方法。
技术介绍
城市轨道交通（RailTransit，以下简称：ATS)具有运量大、速度快、安全、准点、 保护环境、节约能源和用地等特点，是城市公共交通系统的骨干系统。根据中国城市轨道交 通协会统计，截至2013年年末我国累计有19个城市建成投运城市轨道交通线路87条，运 营里程达2539km。北京、上海和广州等城市的轨道交通已经从单线运营、骨架网络逐步发展 到网络化状态，乘客出行可达性和轨道交通吸引力得到大幅提高，有效地降低了地面交通 压力。自动售检票系统（AutomaticFareCollection,以下简称：AFC)是城市轨道交通最 基本和最重要的系统之一，国外经济发达城市的轨道交通普遍采用这种管理系统并发展到 相当高的技术水平。我国城市轨道交通自动售检票系统和设备最初从美国引进，近年来我 国进行大量开发和研制工作，提供了多种形式的产品，技术水平也在不断提高。作为城市轨 道交通的重要服务窗口，自动售检票系统为乘客出行提供便捷可靠的自动售票和自动检票 服务。自动售检票系统详细记录了城市轨道交通乘客的进站/出站站点和时间信息，不仅 掌管着轨道交通运营的经济命脉--票务收入，还系统掌握着轨道交通线路各车站的每天 客流量和完整的客流动态信息，可以为城市轨道交通的运营、管理和决策提供大量的科学 数据和依据。 轨道交通线网客流特征实质上是车站客流时空分布叠加及交换的效果体现。城 市轨道交通客流分析是日常运营中的一项基本工作，主要掌握城市轨道交通客流基本信息 并进行比较分析，从而为运营管理、运力配置和调度指挥提供有效参考。客流分析通常以 AFC系统记录的完整客票数据为信息来源，例如，北京地铁运营客流分析系统根据AFC系统 客票数据获得运营生产各种报表（日、周和月度）进行比较分析，并计算相应的客流数量指 标，成都地铁AFC系统能够以车站为单位统计单位时间（最小为Imin)的进出站客流量，通 过统计可以获得单条线路或路网的客流量。 目前，国内外研究学者对网络化条件下城市轨道交通客流的科学研究主要是从不 同层面分析城市轨道交通从单线向网络转变过程中的客流特征和成长规律，为客流预测模 型的参数选择和网络化运营工作提供参考。在实际工作中，城市轨道交通客流分析主要是 以AFC系统客票数据为基础直接进行报表式的客流数量统计分析，没有深入发掘和有效利 用AFC系统客票数据蕴含的信息。 总的来说，城市轨道交通现有客流分析系统/客流分析工作缺乏系统性、动态性 和微观性，主要体现在：（1)客流比较分析主要同一对象纵向时间维度的比较分析，缺乏类 似对象间的横向比较分析；（2)未深入分析城市轨道交通网络上客流OD的时间分布特性和 演化规律；（3) -般基于K短路的阻抗来分配客流路径，未结合城市轨道交通网络和实绩 列车运行图来准确确定乘客出行路径和乘坐车次；(4)没有分析列车在不同区间的载客量 /拥挤程度和不同时段区间断面客流量变化情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种具备良好的实用性、 先进性、可操作性和通用性的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法。 -种基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，包括以下步骤： 步骤1:抽象描述城市轨道交通网络为G= (V，E)，其中V为车站集合，E为线路相 邻车站间区间集合，获取线路信息、车站信息、区间信息，并根据所述线路信息、车站信息、 区间信息利用K短路算法计算不同车站间的可供乘客选择的路线方案和路径长度；其中， 所述线路信息指某个城市所有轨道的线路总数量；所述车站信息指该城市轨道交通车站名 称或者编号、车站类型和所属线路信息；所述区间信息指相邻两个车站之间的线路，包括区 间衔接车站、区间方向和区间距离； 步骤2:从城市轨道交通调度指挥中心的实绩列车运行图获取列车运行信息，所 述列车运行信息包括列车运行过程中在沿途车站的出发/到达时刻和不同站间区间的实 际运行时间长度； 步骤3 :从AFC系统获取客票数据并将其转化为客流OD数据，每一条客流OD数据 包括进站车站、出站车站、进站时间和出站时间； 步骤4 :乘客进站时间时刻和出站时间时刻和OD车站间的列车运行时间长度存在 耦合关系，通过比较乘客在城市轨道交通系统内的停留时间与OD车站间不同可选路径的 时间长度确定该乘客从〇站到D站的出行路径和换乘车站；所述停留时间指：出站时间和 进站时间的时间差； 以乘客出行路径上的换乘站为分界站将其出行路径细分为若干子路径，根据子路 径列车运行时间长度的比例关系分配将乘客在城市轨道交通系统内的停留时间分配给各 子路径，并确定乘客在每个子路径OD车站的到达时间和出发时间； 比较乘客在子路径OD车站的到发时刻和该路径上列车在车站的到发时刻，确定 该乘客在任意子路径上乘坐列车的车次和在换乘站换乘的时间； 步骤5:根据以上信息分析车站层面客流状况。 进一步地，如上所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，所述步 骤5还包括分析线路/区间层面客流状况。 进一步地，如上所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，所述步 骤5还包括分析路网层面客流状况。 进一步地，如上所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，所述车 站层面客流分析包括以下步骤： 步骤①基于单条客流OD信息统计分析获取车站进站客流量和出站客流量的时间 分布； 步骤②分析某时段内以该站为0站的前η个主要客流去向分布情况； 步骤③分析某时段内以该站为D站的前η个主要客流来源分布情况； 步骤④根据客流OD的换乘信息分析单个换乘站不同衔接方向间换乘客流的时间 分布； 步骤⑤根据前述分析内容与其它车站的横向比较分析及同一车站不同日期/时 段的客流纵向比较分析； 步骤⑥基于客流数据变化情况分析不同类型典型车站客流的发展规律。 进一步地，如上所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，所述线 路/区间层面客流分析状况包括以下步骤： 步骤①基于所述步骤4中获得的单条客流OD对应的乘客乘坐列车车次和换乘信 息，基于列车运行区间信息通过数据统计累加得到所有列车在不同区间的载客人数，以列 车定员为基础计算得到列车在不同区间的乘客拥挤程度； 步骤②以实绩列车运行图为基础，以区间运行线粗细程度来表征列车在该区间的 载客量/拥挤程度，获得单条线路列车载客量/拥挤程度的二维图形显示； 步骤③以时间为X轴，线路车站为y轴，载客量为z轴绘制列车载客量的三维客流 波形曲线，以表征以列车为载体的客流在线路区间的时间分布特征； 步骤④进行线路/区间客流横向和纵向两个维度的分析比较以掌握客流变化特 点和传播演化规律。 进一步地，如上所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，所述路 网层面客流分析状况包括以下步骤： 步骤①以列车区间载客量为基础，通过数据累加获取任一时段不同区间的客流 量，获得路网客流时空分布情本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：抽象描述城市轨道交通网络为G＝(V,E)，其中V为车站集合，E为线路相邻车站间区间集合，获取线路信息、车站信息、区间信息，并根据所述线路信息、车站信息、区间信息利用K短路算法计算不同车站间的可供乘客选择的路线方案和路径长度；其中，所述线路信息指某个城市所有轨道的线路总数量；所述车站信息指该城市轨道交通车站名称或者编号、车站类型和所属线路信息；所述区间信息指相邻两个车站之间的线路，包括区间衔接车站、区间方向和区间距离；步骤2：从城市轨道交通调度指挥中心的实绩列车运行图获取列车运行信息，所述列车运行信息包括列车运行过程中在沿途车站的出发/到达时刻和不同站间区间的实际运行时间长度；步骤3：从AFC系统获取客票数据并将其转化为客流OD数据，每一条客流OD数据包括进站车站、出站车站、进站时间和出站时间；步骤4：乘客进站时间时刻和出站时间时刻和OD车站间的列车运行时间长度存在耦合关系，通过比较乘客在城市轨道交通系统内的停留时间与OD车站间不同可选路径的时间长度确定该乘客从O站到D站的出行路径和换乘车站；所述停留时间指：出站时间和进站时间的时间差；以乘客出行路径上的换乘站为分界站将其出行路径细分为若干子路径，根据子路径列车运行时间长度的比例关系分配将乘客在城市轨道交通系统内的停留时间分配给各子路径，并确定乘客在每个子路径OD车站的到达时间和出发时间；比较乘客在子路径OD车站的到发时刻和该路径上列车在车站的到发时刻，确定该乘客在任意子路径上乘坐列车的车次和在换乘站换乘的时间；步骤5:根据以上信息分析车站层面客流状况。...
【技术特征摘要】
2014.07.22 CN 20141035106121. 一种基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :抽象描述城市轨道交通网络为G= (V，E)，其中V为车站集合，E为线路相邻车 站间区间集合，获取线路信息、车站信息、区间信息，并根据所述线路信息、车站信息、区间 信息利用K短路算法计算不同车站间的可供乘客选择的路线方案和路径长度；其中，所述 线路信息指某个城市所有轨道的线路总数量；所述车站信息指该城市轨道交通车站名称或 者编号、车站类型和所属线路信息；所述区间信息指相邻两个车站之间的线路，包括区间衔 接车站、区间方向和区间距离； 步骤2 :从城市轨道交通调度指挥中心的实绩列车运行图获取列车运行信息，所述列 车运行信息包括列车运行过程中在沿途车站的出发/到达时刻和不同站间区间的实际运 行时间长度； 步骤3 :从AFC系统获取客票数据并将其转化为客流0D数据，每一条客流0D数据包括 进站车站、出站车站、进站时间和出站时间； 步骤4 :乘客进站时间时刻和出站时间时刻和0D车站间的列车运行时间长度存在耦合 关系，通过比较乘客在城市轨道交通系统内的停留时间与0D车站间不同可选路径的时间 长度确定该乘客从〇站到D站的出行路径和换乘车站；所述停留时间指：出站时间和进站 时间的时间差； 以乘客出行路径上的换乘站为分界站将其出行路径细分为若干子路径，根据子路径列 车运行时间长度的比例关系分配将乘客在城市轨道交通系统内的停留时间分配给各子路 径，并确定乘客在每个子路径0D车站的到达时间和出发时间； 比较乘客在子路径0D车站的到发时刻和该路径上列车在车站的到发时刻，确定该乘 客在任意子路径上乘坐列车的车次和在换乘站换乘的时间； 步骤5:根据以上信息分析车站层面客流状况。2. 根据权利要求1所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，其特征在 于，所述步骤5还包括分析线路/区间层面客流状况。3. 根据权利要求1所述的基于AFC客票数据的城市轨道交通客流分析方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨奎，彭其渊，鲁工圆，徐进，叶丽文，邓念，刘雯丽，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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