一种公共交通工具空间分配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种公共交通工具空间分配方法及系统，分配方法包括：获取车站q车厢z的上车和下车的乘客数量，统计需要参与公共交通工具空间分配的乘客数量，对上车乘客按次序进行排序，并计算车厢z内现有的乘客数量用以作为承载率控制的依据；对车厢z内的空间进行栅格化处理得到栅格单元，并对栅格单元进行分类处理；综合考虑病毒传播风险和乘客乘车体验建立公共交通工具的空间分配模型，确定能够供乘客选择的公共交通工具空间；根据公共交通工具空间的优劣程度，应用灯光引导乘客选择被分配的公共交通工具空间；接收乘客对公共交通工具空间的选择情况，确定乘客占用的公共交通工具空间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
一种公共交通工具空间分配方法及系统


[0001]本专利技术属于交通工程
，具体涉及一种公共交通工具空间分配方法及系统。

技术介绍

[0002]公共交通工具在承担着交通运输的功能的同时，在某些特殊时刻，还需要担任防止病毒扩散、降低风险的能力。地铁和常规公交作为城市内公共交通的重要组成，为了有效地防范病毒的扩散，通过调整发车频率和控制车厢的承载率取得了一定的成效。配合车站、列车及其他公共场所、设备设施的消毒，日常通风，为公共交通出行筑牢了安全防线。
[0003]病毒的传播途径一般主要是经飞沫传播,其次是接触传播,在局部密闭的空间内长时间接触高浓度的气溶胶存在感染的风险。公共交通工具的车厢环境存在环境密闭，空气流动性大，人员密集度高的特点，病毒传播风险和管控难度大。对比火车和飞机等交通工具，乘客在地铁、常规公交等车厢环境里空间活动的自由度较高，现有的管控措施并不对乘客在公共交通工具进行空间约束。考虑到乘客对车厢空间位置的偏好差异，在缺乏管控的情况下，乘客依据车厢内环境自由选择位置完成通行任务难免会在局部高密度聚集，增加病毒传播的风险。同时乘客难以全面衡量车内空间占用情况，对空间选择决策造成了干扰，势必会影响乘车体验。
[0004]因此，为了控制病毒在公共交通环境内部传播的风险，优化乘客乘车体验，对公共交通工具空间进行分配能够有效地解决现有管控措施的不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种公共交通工具空间分配方法及系统，通过对公共交通工具空间分配以保障乘客的乘车体验并降低病毒传播的风险。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种公共交通工具空间分配方法，包括以下步骤：S1. 获取车站q车厢z的上车和下车的乘客数量，统计需要参与公共交通工具空间分配的乘客数量，对上车乘客按次序进行排序，并计算车厢z内现有的乘客数量用以作为承载率控制的依据；S2. 对车厢z内的空间进行栅格化处理得到栅格单元，并对栅格单元进行分类处理；S3. 综合考虑病毒传播风险和乘客乘车体验建立公共交通工具的空间分配模型，确定能够供乘客选择的公共交通工具空间；S4. 根据公共交通工具空间排序的优劣程度，应用灯光引导乘客按照次序选择被分配的最优栅格单元；S5. 检测乘客对公共交通工具空间的选择情况，确定乘客占用的公共交通工具空间。
[0007]进一步的，步骤S1包括以下步骤：S101.通过上车取号的方式为上车乘客进行排序，以此对乘客进行区分；S102.获取车站q车厢z的需要上车的人数I
qz
、下车人数O
qz
和上游车站q
‑
1车厢z内的乘客数量a
q
‑
1z
和承载率α
q
‑
1z
，并与车厢设计承载人数p作比，计算车厢z内现有的乘客数量a
qz
和承载率α
qz
，相应的计算公式如下：(1
‑
1)(1
‑
2)S103.将承载率α
qz
和设计承载率α相比较，若α
qz
>α则车站q需要控制车厢z的上车人数满足I
qz
≤(α
‑
α
q
‑
1z
)*p+O
qz
。
[0008]进一步的，步骤S2包括以下步骤：S201.依据车厢空间内目标区域的类型将目标区域划分为等尺寸的栅格单元，目标区域包括立席区域和座椅区域；S202.结合车厢空间内辅助设施位置对立席区域的栅格单元进行标记，将立席区域划分为拉手区、立柱扶手区和无辅助区，所述辅助设施包括拉手和立柱。
[0009]进一步的，以长和宽均为0.41米的正方形栅格单元对立席区域进行划分，控制最大密度为6人/m2；城市公共交通工具的座椅长宽设置为0.41*0.41米，座椅区域内栅格单元的长和宽分别设置为0.8米和0.4米。
[0010]进一步的，步骤S3包括以下步骤：S301. 制定空间分配模型的规则；S302.根据公共交通工具空间的区域位置和辅助设施类型对公共交通工具空间进行筛选，确定待分配栅格单元；S303.对空间分配模型内的各个变量进行定义并设定约束条件，变量包括公共交通工具空间的分配决策、公共交通工具空间的占用状态、公共交通工具空间的舒适性、公共交通工具空间的安全性和公共交通工具空间的便捷性和公共交通工具空间的病毒传播风险；S304. 求解空间分配模型。
[0011]进一步的，步骤S301中空间分配模型的规则如下：每个乘客严格遵守乘车空间分配的结果；乘车空间的分配过程仅发生在车辆停止时上下乘客的过程中，车辆行驶过程中不存在空间转换；所有的乘客在乘车过程中优先选择使用座椅，所有的乘客视为理性的个体参与到公共交通工具空间的分配过程中；每个栅格单元仅能供一人使用。
[0012]进一步的，步骤S302中，以区域位置r及辅助设施类型s作为划分依据，随机选取参与分配的栅格单元，具体如下： (3
‑
1) (3
‑
2)式(3
‑
1)为待分配栅格单元矩阵，f
rs
为区域位置r内辅助设施类型s的待分配栅格单元编号；式(3
‑
2)为随机选择函数，N
rs
为区域位置r内辅助设施类型s的栅格单元数量；步骤S303具体包括以下步骤：
S3031. 定义公共交通工具空间分配决策矩阵T，t
ki
为乘客k对栅格单元i的分配结果，I为参与分配的栅格单元总数； (3
‑
3) (3
‑
4)；S3032. 定义公共交通工具空间占用状态矩阵A，矩阵元素a
i
表示栅格单元i的占用状态； (3
‑
5) (3
‑
6)；S3033.通过空间的局部密度标定公共交通工具空间的舒适性C，对公共交通工具内部空间划分为相对独立的区域，区域局部密度的计算方式如下， (3
‑
7)其中代表区域内所有栅格单元的分配情况，表示区域内被分配到乘客的栅格单元总数，为区域的面积；S3034. 依据待分配栅格单元的是否配备有安全辅助设施对公共交通工具空间的安全性进行评价；S3035.通过乘客上车位置与被分配的栅格单元的距离表示公共交通工具空间的便捷性E，具体如下： (3
‑
8)表示乘客k的上车位置与被分配的栅格单元i的距离，abo
k
为乘客k的上车位置，代表乘客k被分配到的栅格单元i的位置，R表示位置属性：S3036.以空间距离作为评判公共交通工具空间的病毒传播风险P，具体如下： (3
‑
9) (3
‑
10)式(3
‑
9)表示乘客k与其他乘客的最近距离l
ki
，其中代表其他乘客被分配到的栅格单元的位置，K为乘客的集合；式(3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 获取车站q车厢z的上车和下车的乘客数量，统计需要参与公共交通工具空间分配的乘客数量，对上车乘客按次序进行排序，并计算车厢z内现有的乘客数量用以作为承载率控制的依据；S2. 对车厢z内的空间进行栅格化处理得到栅格单元，并对栅格单元进行分类处理；S3. 综合考虑病毒传播风险和乘客乘车体验建立公共交通工具的空间分配模型，确定能够供乘客选择的公共交通工具空间；S4. 根据公共交通工具空间排序的优劣程度，应用灯光引导乘客按照次序选择被分配的最优栅格单元；S5. 检测乘客对公共交通工具空间的选择情况，确定乘客占用的公共交通工具空间。2.根据权利要求1所述一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：S101.通过上车取号的方式为上车乘客进行排序，以此对乘客进行区分；S102.获取车站q车厢z的需要上车的人数I
qz
、下车人数O
qz
和上游车站q
‑
1车厢z内的乘客数量a
q
‑
1z
和承载率α
q
‑
1z
，并与车厢设计承载人数p作比，计算车厢z内现有的乘客数量a
qz
和承载率α
qz
，相应的计算公式如下：(1
‑
1)(1
‑
2)S103.将承载率α
qz
和设计承载率α相比较，若α
qz
>α则车站q需要控制车厢z的上车人数满足I
qz
≤(α
‑
α
q
‑
1z
)*p+O
qz
。3.根据权利要求1所述一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：S201.依据车厢空间内目标区域的类型将目标区域划分为等尺寸的栅格单元，目标区域包括立席区域和座椅区域；S202.结合车厢空间内辅助设施位置对立席区域的栅格单元进行标记，将立席区域划分为拉手区、立柱扶手区和无辅助区，所述辅助设施包括拉手和立柱。4.根据权利要求3所述一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，以长和宽均为0.41米的正方形栅格单元对立席区域进行划分，控制最大密度为6人/m2；城市公共交通工具的座椅长宽设置为0.41*0.41米，座椅区域内栅格单元的长和宽分别设置为0.8米和0.4米。5.根据权利要求1所述一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：S301. 制定空间分配模型的规则；S302.根据公共交通工具空间的区域位置和辅助设施类型对公共交通工具空间进行筛选，确定待分配栅格单元；S303.对空间分配模型内的各个变量进行定义并设定约束条件，变量包括公共交通工具空间的分配决策、公共交通工具空间的占用状态、公共交通工具空间的舒适性、公共交通
工具空间的安全性和公共交通工具空间的便捷性和公共交通工具空间的病毒传播风险；S304. 求解空间分配模型。6.根据权利要求5所述一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，步骤S301中空间分配模型的规则如下：每个乘客严格遵守乘车空间分配的结果；乘车空间的分配过程仅发生在车辆停止时上下乘客的过程中，车辆行驶过程中不存在空间转换；所有的乘客在乘车过程中优先选择使用座椅，所有的乘客视为理性的个体参与到公共交通工具空间的分配过程中；每个栅格单元仅能供一人使用。7.根据权利要求5所述一种公共交通工具空间分配方法，其特征在于，步骤S302中，以区域位置r及辅助设施类型s作为划分依据，随机选取参与分配的栅格单元，具体如下： (3
‑
1) (3
‑
2)式(3
‑
1)为待分配栅格单元矩阵，f
rs
为区域位置r内辅助设施类型s的待分配栅格单元编号；式(3
‑
2)为随机选择函数，N
rs
为区域位置r内辅助设施类型s的栅格单元数量；步骤S303具体包括以下步骤：S3031. 定义公共交通工具空间分配决策矩阵T，t
ki
为乘客k对栅格单元i的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯水平，白子建，孙峣，齐钦，马佳兴，刘亚帝，张磊，刘明林，房艳强，薛冰冰，赵家发，武毅，齐心，付浩洋，崔力中，
申请(专利权)人：天津市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：