基于无感支付的城市轨道交通客流数据采集及分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无感支付的城市轨道交通客流数据采集及分析方法，通过在城市轨道交通系统中配置无感支付数据采集单元，对乘客进站、乘车、出站出全过程出行信息捕获，并分析乘客轨道交通出行的全过程轨迹数据，判断乘车的高低峰时段及区域，为轨道交通的运营方提供准确的数据，对车辆进行实时调度，保证乘客的及时通行及疏散，为站内客流流线设计提供决策依据，为城市轨道交通运营组织和票务清分提供了精准数据的支撑。相比于传统的轨道交通自动售检票系统AFC、视频技术等客流采集方法，本发明专利技术所述方法利用无感支付系统，节省了进出站刷卡或二维码流程，进一步缩短了乘客进出站时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
基于无感支付的城市轨道交通客流数据采集及分析方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通
，具体的说是一种基于无感支付的城市轨道交通客流数据采集及分析方法。

技术介绍

[0002]随着城市轨道交通建设里程的快速增长，城市轨道交通网络和乘客出行量也随之攀升，面对网络环境下复杂的轨道交通运营组织，如何有效地捕获乘客出行信息、实现精准客流管控是确保轨道交通有序运营的关键。
[0003]在城市轨道交通系统中，主要有以下3种客流数据采集方法：(1)通过城市轨道交通AFC系统采集，这种方法只能获得每位乘客的到站地点和时间、离站地点和时间，无法探知乘客在城市轨道交通系统内的出行轨迹，例如无法获得乘客在站台的候车信息、上下车信息以及换乘信息；(2)一些视频分析技术方法(例如光流法)也逐步应用到地铁客流的监测中，这种方式在实时客流密度监测、应急反应方面具有优势，但存在应用场合受限、准确率较低等缺陷；(3) 一些新方案(例如人脸识别技术)在一定程度上提高了客流监测的准确性和实时性，但人脸识别技术存在隐私问题和信息泄漏等问题，普及难度较高。
[0004]因此，需要寻找一种更全面、可行、先进的地铁客流数据采集技术，保证客流数据既准确，又兼具实时性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于无感支付的地铁客流数据采集及分析方法，能够非常方便地全过程记录乘客在轨道交通系统中的出行轨迹，同时避免人脸识别等技术带来的隐私风险，通过分析无感支付获取的客流数据，为城市轨道交通的运营组织和客流管控提供决策支撑。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0007]一种基于无感支付的城市轨道交通客流数据采集及分析方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1在城市轨道交通系统中配置无感支付数据采集单元：
[0009]步骤1.1在城市轨道交通车站内各个进站口、瓶颈通道、站台和出站口行人流通的关键节点上及列车各个车厢上均布置若干个无感支付检测区，用于捕获乘客的位置信息；
[0010]步骤1.2乘客所携带的智能终端设备搭建乘客的智能终端设备软件环境，实现与短距离无线通信或室内定位设备之间的信息接收和上传；
[0011]步骤1.3在远程后台搭建城市轨道交通后台乘客出行信息数据库管理系统，存储无感支付获取的乘客出行全过程轨迹数据，管理信标信息；
[0012]步骤2乘客进站、乘车、出站出全过程出行信息捕获
[0013]步骤2.1乘客进站信息匹配获取：当乘客进入进站检测区，利用其所携带的智能终端设备接收进站检测设备的蓝牙信标的广播包，识别乘客的信息，并将乘客的进站信息和其他相关详细信息自动上传至后台数据库，记录乘客所进站点名称、进站时间信息；
[0014]步骤2.2乘客站台等待位置获取：当乘客进入站台区后，利用其所携带的智能终端设备接收站台检测设备的蓝牙信标的广播包，识别乘客所处的站台位置，并将乘客位置信息自动上传至后台数据库，记录乘客所处站台的位置信息和在站台的停留时间；
[0015]以同样方法检测并上传记录乘客在走廊、扶梯相关瓶颈通道位置的信息和通过时间；
[0016]步骤2.3乘客乘车及所在车厢位置获取：乘客上车后，利用其所携带的智能终端设备接收站台及列车检测设备的蓝牙信标的广播包，判断与站台信标及列车信标的强弱来判断记录乘客上车时间和所在车厢位置，将相关信息上传并存储到后台数据库中；
[0017]步骤2.4乘客换乘信息获取：如果乘客需要换乘，利用其所携带的智能终端设备与列车及站台的蓝牙信标进行匹配，记录乘客的详细换乘过程，包括乘客下车站台、下车时间、换乘等待时间、换乘站台、换乘列车和上车时间，标记乘客的完整换乘过程信息，将相关信息上传并存储到后台数据库中；
[0018]步骤2.5乘客出站支付信息获取：当乘客出站时，无感支付装置通过检测乘客所携带的智能终端设备是否处于出站检测区域，若在，则记录下智能终端设备的用户信息和出站信息，同时核对乘客从进站到出站是否确实形成完整的出行链，完整的出行链包括乘客的进站、站台上车、站台下车、出站记录，若出行链完整，则可以根据出行轨迹对用户进行收费，在完成收费后，开启闸机，放行乘客；
[0019]步骤3全过程轨迹客流数据分析
[0020]步骤3.1常规分析：上位机基于后台数据库所采集并保存的乘客出行数据进行常规客流汇总统计分析，统计指标包括车站客流量、线路客流以及线网客流；其中，车站客流指标包括进站客流、出站客流和站内客流；线路客流指标包括线路客流量、线路负荷强度、线路平均运距、线路客运周转量、线路客流密度和站间断面客流；线网客流指标包括线网客流量和线网负荷强度；
[0021]步骤3.2瓶颈通道分析：通过汇总瓶颈通道的所有乘客信息，进行全天的客流密度分析，挖掘高峰时段乘客瓶颈通过行为规律，为站内客流流线组织设计提供决策依据，或进行实时的瓶颈客流检测；
[0022]步骤3.3站台拥挤分析：通过分析乘客在站台的位置数据和停留时间，识别站台拥挤区及拥挤时段，判断乘客站台分布规律，为站台客流管控提供决策支撑；
[0023]步骤3.4列车拥挤分析：通过所获得的各站的上车人数和下车人数利用递推公式(1)和公式(2)可以实时准确的获得列车离开各站时的在车人数，实时计算列车满载率，识别拥挤列车、拥挤区段，判断乘客乘车出行高峰段，为乘客组织和列车调度提供决策支撑；
[0024][0025][0026]式中：表示列车i离开起始站时的在车人数；
[0027]表示列车i离开s站时的在车人数；
[0028]表示列车i离开s
‑
1站时的在车人数；
[0029]表示列车i在起始站的上车人数；
[0030]表示列车i在s站的上车人数；
[0031]表示列车i在s站的下车人数；
[0032]步骤3.5乘客换乘信息：通过分析乘客换乘数据，分析乘客出行规律，挖掘换乘旅客需求和列车供给之间的匹配关系，设计考虑换乘效率的列车时刻表，准确确定各线路上的客流分担率，提供准确的票务清分。
[0033]优选的，所述无感支付检测区的设置方案为：站厅层中心线两端口均设置无感支付检测区，每一端包括至少一个进站无感支付检测区和一个出站无感支付检测区，进站口的无感支付检测区设置在安检门之后，出站口的无感支付检测区设置在闸机之前；在瓶颈通道进口位置、通道中间位置和瓶颈通道出口位置，均设置无感支付检测区；在站台层，根据不同站台的建筑结构设置相应的检测区；在列车的每节车厢设置无感支付检测区；用于捕获乘客的位置信息。
[0034]优选的，所述步骤3.2中瓶颈通道分析通过计算时变情况下乘客平均速度和通道密度来识别和判定通道服务水平，具体地，首先将运营时段划分为若干个微小的时间间隔，表示为t；然后，利用公式(3)至公式(5)计算每个时段的乘客平均速度和通道密度
[0035][0036][0037][0038]其中，v
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无感支付的城市轨道交通客流数据采集及分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1在城市轨道交通系统中配置无感支付数据采集单元：步骤1.1在城市轨道交通车站内各个进站口、瓶颈通道、站台和出站口行人流通的关键节点上及列车各个车厢上均布置若干个无感支付检测区，用于捕获乘客的位置信息；步骤1.2乘客所携带的智能终端设备搭建乘客的智能终端设备软件环境，实现与短距离无线通信或室内定位设备之间的信息接收和上传；步骤1.3在远程后台搭建城市轨道交通后台乘客出行信息数据库管理系统，存储无感支付获取的乘客出行全过程轨迹数据，管理信标信息；步骤2乘客进站、乘车、出站出全过程出行信息捕获步骤2.1乘客进站信息匹配获取：当乘客进入进站检测区，利用其所携带的智能终端设备接收进站检测设备的蓝牙信标的广播包，识别乘客的信息，并将乘客的进站信息和其他相关详细信息自动上传至后台数据库，记录乘客所进站点名称、进站时间信息；步骤2.2乘客站台等待位置获取：当乘客进入站台区后，利用其所携带的智能终端设备接收站台检测设备的蓝牙信标的广播包，识别乘客所处的站台位置，并将乘客位置信息自动上传至后台数据库，记录乘客所处站台的位置信息和在站台的停留时间；以同样方法检测并上传记录乘客在走廊、扶梯相关瓶颈通道位置的信息和通过时间；步骤2.3乘客乘车及所在车厢位置获取：乘客上车后，利用其所携带的智能终端设备接收站台及列车检测设备的蓝牙信标的广播包，判断与站台信标及列车信标的强弱来判断记录乘客上车时间和所在车厢位置，将相关信息上传并存储到后台数据库中；步骤2.4乘客换乘信息获取：如果乘客需要换乘，利用其所携带的智能终端设备与列车及站台的蓝牙信标进行匹配，记录乘客的详细换乘过程，包括乘客下车站台、下车时间、换乘等待时间、换乘站台、换乘列车和上车时间，标记乘客的完整换乘过程信息，将相关信息上传并存储到后台数据库中；步骤2.5乘客出站支付信息获取：当乘客出站时，无感支付装置通过检测乘客所携带的智能终端设备是否处于出站检测区域，若在，则记录下智能终端设备的用户信息和出站信息，同时核对乘客从进站到出站是否确实形成完整的出行链，完整的出行链包括乘客的进站、站台上车、站台下车、出站记录，若出行链完整，则可以根据出行轨迹对用户进行收费，在完成收费后，开启闸机，放行乘客；步骤3全过程轨迹客流数据分析步骤3.1常规分析：上位机基于后台数据库所采集并保存的乘客出行数据进行常规客流汇总统计分析，统计指标包括车站客流量、线路客流以及线网客流；其中，车站客流指标包括进站客流、出站客流和站内客流；线路客流指标包括线路客流量、线路负荷强度、线路平均运距、线路客运周转量、线路客流密度和站间断面客流；线网客流指标包括线网客流量和线网负荷强度；步骤3.2瓶颈通道分析：通过汇总瓶颈通道的所有乘客信息，进行全天的客流密度分析，挖掘高峰时段乘客瓶颈通过行为规律，为站内客流流线组织设计提供决策依据，或进行实时的瓶颈客流检测；步骤3.3站台拥挤分析：通过分析乘客在站台的位置数据和停留时间，识别站台拥挤区
及拥挤时段，判断乘客站台分布规律，为站台客流管控提供决策支撑；步骤3.4列车拥挤分析：通过所获得各站的上车人数和下车人数，利用递推公式(1)和公式(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：田小鹏，牛惠民，郭志义，刘晓牧，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：