基于聚类反推的有效路径生成方法及断面客流估算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于聚类反推的有效路径生成方法及断面客流估算方法，有效路径生产方法包括获取相关数据并进行预处理；统计确定乘客乘车时间、乘客候车时间以及进出站走行时间；对比城市轨道列车时刻表获得列车出行时间，计算乘客出行时间数据集D中个数据点的k_dist值并绘制乘客出行时间数据集D的k_dist曲线，选取合适的邻域密度参数；从乘客出行时间数据集D中选取尚未遍历过的对象p，通过密度相连产生相关簇结果直至D中的对象全部遍历完成，确定密度系数并从路径集合L中筛选出k

【技术实现步骤摘要】
基于聚类反推的有效路径生成方法及断面客流估算方法


[0001]本专利技术涉及一种基于聚类反推的有效路径生成方法，本专利技术还涉及一种基于聚类反推有效路径生成的断面客流估算方法，属于轨道交通


技术介绍

[0002]近年来我国城市轨道交通发展迅速，线网规模不断增加，呈现出复杂化、网络化发展的趋势。轨道交通客运量也与日俱增。为缓解庞大的出行客流所带来的压力，必须对线网进行合理的运营规划和运力分配，有效调配系统资源，及时调整运营策略，保证轨道交通安全高效地完成运输服务任务。因此，准确的有效路径集生成有利于提高运营管理的科学性和准确性，同时能为运营管理者的决策提供重要依据。
[0003]伴随着城市轨道交通线网逐渐进入网络化运营环境，大数据等智能化技术为发展城市轨道线网“无缝换乘”提供了基础，可以精准、高效分析复杂网络化条件下轨道交通系统乘客出行特性和规律，成为实现高效、安全城市轨道交通智能数据平台化管理的关键环节。断面客流是轨道交通系统运营管理过程中运力投放和票务清分的重要指标，而精确的有效路径生成是断面客流计算的基础。在网络化条件下，城市轨道交通线网复杂程度高，乘客换乘选择多样，导致有效路径影响因素众多，给影响因素分析和有效路径的确定带来了挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种基于聚类反推的有效路径生成方法，可以实现城市轨道交通出行有效路径的精准生成，便于高效分析复杂网络化条件下轨道交通系统乘客出行特性和规律，为高效、安全城市轨道交通智能数据提供依据。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术的一种基于聚类反推的有效路径生成方法，以精准生成的城市轨道交通出行有效路径为基础建立乘客出行仿真模型，获取包括断面客流在内的多种信息并为城轨系统运力投放提供指导。
[0006]本专利技术的基于聚类反推的有效路径生成方法，依次包括以下步骤：
[0007]S1，获取相关数据并进行预处理，预处理的相关数据包含AFC数据集合、列车时刻表数据、线网起终时间信息和线网连通情况；
[0008]S2，在到达同一站台的前提下，假设乘客进站和出站的用时相同，且乘客到达终点站后会立即出站而非逗留；在此基础上，统计确定乘客乘车时间、乘客候车时间以及进出站走行时间；
[0009]S3，对比城市轨道列车时刻表获得列车出行时间，计算乘客出行时间数据集D中个数据点的k_dist值并绘制乘客出行时间数据集D的k_dist曲线，选取合适的邻域密度参数k
custering
；
[0010]S4，从乘客出行时间数据集D中选取一个尚未遍历过的对象p，在D内搜寻进出站刷
卡时间间隔在(N
p
‑
eps，N
p
+eps)范围内的对象，确定密度参数eps与minPts；
[0011]S5，通过密度相连产生相关簇结果直至D中的对象全部遍历完成，确定密度系数density并从路径集合L中筛选出被视为有效路径的k
route
条路径；
[0012]S6，确定潜在换乘节点，利用Dijkstra算法，求解出从起点p到终点q的可行路径，通过Dial算法对有效路径的定义来求解路径并更新，根据站点拓扑节点间“边”的关系，提取出各条线路中搜寻换乘站点，并存储在换乘节点集合Transit中；
[0013]S7，若Transit中包含节点，遍历Transit中的节点，假设换乘节点集合Transit中存在某一换乘节点为t
i
，从t
i
点出发，q为终点，利用Dijkstra算法再次计算从t
i
到终点q的路径，将各段路径拼接后，一并放入有效路径集合L中。
[0014]进一步的，所述列车时刻表数据具体包括：列车出发时刻表shed_depart、到达时刻表shed_inbound，则shed_depart
i
表示i站全天所有列车的离站时刻，shed_inbound
i
表示i站全天所有列车的到站时刻，其中第k辆列车的离站时刻为shed_depart
i
(k)，第k辆列车的到站时刻为shed_depart
i
(k)。
[0015]进一步的，S2具体包括如下步骤：
[0016]S201、确定到达时间差向量，AFC数据集合中的一条乘客出行记录信息包括：起始站为i站，终点站为j站，i站乘客进站时间为T
i
，j站乘客出站时间为T
j
，当乘客出行为无换乘出行时，假设乘客的乘车过程开始时间为T
start
，乘车过程终止时间为T
end
，搜寻列车到达j站的时刻表shed_inbound
j
，shed_inbound
j
的长度为L
shed
；定义到达时间差向量的集合如下：
[0017][0018]S202、确定乘客出行列车班次，删除中所有小于0的元素，按从小到大的顺序，对到达时间差向量c
L
×1(j)中的元素进行重新排列，此时为乘客到达j站的时间；
[0019]当满足时，k为乘客到达j站所乘坐的列车班次，进而可确定乘客的候车时间，进站时间；此时，T
start
为列车k驶离i站的时间shed_depart
i
(k)，T
end
为列车k到达j站的时间shed_inbound
j
(k)；
[0020]S203、确定乘客的乘车时间、各站点进出站走行时间和站台候车时间：乘客的乘车时间为T
i
‑
T
j
；
[0021]乘客在i站的进出站走行时间T_walk
i
满足：
[0022]对于i站的候车时间T_wait
i
满足：T_wait
i
＝shed_depart
i
(k)
‑
T
i
。
[0023]进一步的，S3具体包括如下步骤：
[0024]S301、确定数据集D中各条乘客出行记录的k_dist值；
[0025]定义函数Dist满足：Dist(i，j)＝abs(D[i]‑
D[j])；
[0026]定义行向量x_dist
L
×1满足：x_dist
L
×1(i)＝{Dist(i，j),1≤j≤L}；
[0027]按从大到小的顺序，对行向量x_dist
L
×1中的元素进行重新排列，得到排序后k_dist的值行向量为x_sorted
n
×1，那么，对于第i个数据，其k_dist值为：k_dist(i)＝x_sorted
n
×1[n
‑
k]；
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于聚类反推的有效路径生成方法，其特征在于，依次包括以下步骤：S1，获取相关数据并进行预处理，预处理的相关数据包含AFC数据集合、列车时刻表数据、线网起终时间信息和线网连通情况；S2，在到达同一站台的前提下，假设乘客进站和出站的用时相同，且乘客到达终点站后会立即出站而非逗留；在此基础上，统计确定乘客乘车时间、乘客候车时间以及进出站走行时间；S3，对比城市轨道列车时刻表获得列车出行时间，计算乘客出行时间数据集D中个数据点的k_dist值并绘制乘客出行时间数据集D的k_dist曲线，选取合适的邻域密度参数k
custering
；S4，从乘客出行时间数据集D中选取一个尚未遍历过的对象p，在D内搜寻进出站刷卡时间间隔在(N
p
‑
eps，N
p
+eps)范围内的对象，确定密度参数eps与minPts；S5，通过密度相连产生相关簇结果直至D中的对象全部遍历完成，确定密度系数density并从路径集合L中筛选出被视为有效路径的k
route
条路径；S6，确定潜在换乘节点，利用Dijkstra算法，求解出从起点p到终点q的可行路径，通过Dial算法对有效路径的定义来求解路径并更新，根据站点拓扑节点间“边”的关系，提取出各条线路中搜寻换乘站点，并存储在换乘节点集合Transit中；S7，若Transit中包含节点，遍历Transit中的节点，假设换乘节点集合Transit中存在某一换乘节点为t
i
，从t
i
点出发，q为终点，利用Dijkstra算法再次计算从t
i
到终点q的路径，将各段路径拼接后，一并放入有效路径集合L中。2.根据权利要求1所述的基于聚类反推的有效路径生成方法，其特征在于，所述列车时刻表数据具体包括：列车出发时刻表shed_depart、到达时刻表shed_inbound，则shed_depart
i
表示i站全天所有列车的离站时刻，shed_inbound
i
表示i站全天所有列车的到站时刻，其中第k辆列车的离站时刻为shed_depart
i
(k)，第k辆列车的到站时刻为shed_depart
i
(k)。3.根据权利要求1所述的基于聚类反推的有效路径生成方法，其特征在于，S2具体包括如下步骤：S201、确定到达时间差向量，AFC数据集合中的一条乘客出行记录信息包括：起始站为i站，终点站为j站，i站乘客进站时间为T
i
，j站乘客出站时间为T
j
，当乘客出行为无换乘出行时，假设乘客的乘车过程开始时间为T
start
，乘车过程终止时间为T
end
，搜寻列车到达j站的时刻表shed_inbound
j
，shed_inbound
j
的长度为L
shed
；定义到达时间差向量的集合如下：S202、确定乘客出行列车班次，删除中所有小于0的元素，按从小到大的顺序，对到达时间差向量c
L
×1(j)中的元素进行重新排列，此时为乘客到达j站的时间；
当满足时，k为乘客到达j站所乘坐的列车班次，进而可确定乘客的候车时间，进站时间；此时，T
start
为列车k驶离i站的时间shed_depart
i
(k)，T
end
为列车k到达j站的时间shed_inbound
j
(k)；S203、确定乘客的乘车时间、各站点进出站走行时间和站台候车时间：乘客的乘车时间为T
i
‑
T
j
；乘客在i站的进出站走行时间T_walk
i
满足：对于i站的候车时间T_wait
i
满足：T_wait
i
＝shed_depart
i
(k)
‑
T
i
。4.根据权利要求1所述的基于聚类反推的有效路径生成方法，其特征在于，S3具体包括如下步骤：S301、确定数据集D中各条乘客出行记录的k_dist值；定义函数Dist满足：Dist(i，j)＝abs(D[i]
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶茂，殷世松，赵一凡，郭孝洁，武莹莹，张子翰，张人杰，程慧，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：