基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别系统及方法，包括数据获取单元、出行方案优化模型单元、权重赋值单元、输出单元，根据乘客出行数据、列车运营数据以及三种出行选择方案以出行全程时间加权增加值最小为目标，建立出行方案优化模型；对出行方案优化模型中轨道系统内部和外部增加时间的权重系数赋值得到乘客的最优出行方案。本发明专利技术不仅能够得到最佳的运送乘客方案，而且能够应对不同场景下的运营管理需求。应对不同场景下的运营管理需求。应对不同场景下的运营管理需求。

【技术实现步骤摘要】
基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通运营管理
，具体涉及一种基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别系统及方法。

技术介绍

[0002]地铁作为城市的骨架交通设施，在出行中扮演着重要角色。对于一个健康的地铁系统，调整或新增线路以提高系统对潜在事故的抗风险能力需要大量投资。为了更具成本效益，应优先将有限的资源分配给对整个系统产生重大影响的关键站点。因此，评估地铁站发生故障后的风险程度，显得尤为重要。
[0003]已有考虑客流特征的研究中，更多关注的是轨道网络内部的出行特征，如断面客流量、换乘量等，而缺少从乘客出行全过程的角度分析站点的重要度，一个可能的原因是难以获取乘客在轨道网络外部的出行信息，难以量化。此外，在衡量客流权重时，忽略了运距，即没有考虑相邻站点站间距的影响，从乘客出行过程角度而言，乘坐同样的站，不同站间距对整体出行的贡献应是不同的。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别系统及方法。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，获取乘客出行数据和列车运营数据。
[0008]步骤2，当乘客出行过程中遇到站点故障后，有三种出行选择方案：
[0009]方案一：不再使用轨道出行，而是使用外部道路系统去往目的地。
[0010]方案二：选择轨道系统内其他路径绕行，中途不出站。
[0011]方案三：从故障站点S
e
的上游站点为出站，使用外部道路系统接驳至故障站点的下游站点进站，继续使用轨道服务。
[0012]步骤3，根据乘客出行数据、列车运营数据以及三种出行选择方案以出行全程时间加权增加值最小为目标，建立出行方案优化模型，得到乘客的最优出行方案。
[0013]优选的：步骤3中出行方案优化模型为：
[0014]ΔT
i
＝min(f1，f2，f3)；
[0015][0016][0017][0018]式中，ΔT
i
表示因站点故障乘客i增加的出行总时间，f1表示方案一出行时间，f2表示方案二出行时间，f3表示方案三出行时间，α为轨道系统内部增加时间的权重系数，β为轨道系统外部增加时间的权重系数，λ为站点故障惩罚系数，x
up
表示进站站点与实际进站站点之间的相对位置的取值，表示进站站点与实际进站站点之间最短时间，x
down
表示出站站点与实际出站站点之间的相对位置的取值，表示出站站点与实际出站站点之间最短时间，λ为站点故障惩罚系数，表示进站站点与实际进站站点之间最短路的站间距，表示出站站点与实际出站站点之间最短路的站间距，为乘客i从出行起点O
i
到实际进站站点的接驳距离，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳距离，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳时间，为乘客i从实际出站站点到出行终点D
i
的接驳距离，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳距离，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳时间，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳时间，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳时间，为从故障站点S
e
的上游站点到故障站点S
e
的下游站点的绕行时间与最短路时间的差值，为故障站点S
e
的上游站点，为故障站点S
e
的下游站点,t
up
表示乘客平均进站时间，t
down
表示出站时间，t
int
表示发车间隔，表示平均候车时间，表示故障站点S
e
的上游站点
与故障站点S
e
的下游站点之间最短路的站间距，为从故障站点S
e
的上游站点与故障站点S
e
的下游站点的外部道路系统的最短路径,表示接驳方式平均速度。
[0019]优选的：站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道内部出行时间为：
[0020][0021]其中，表示站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道内部出行时间，P为全部乘客数。
[0022]站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道外部出行时间为：
[0023][0024]其中，表示站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道外部出行时间。
[0025]优选的：在未经故障的影响下乘客i在系统内部的出行时间：
[0026][0027]式中，表示在未经故障的影响下乘客i在系统内部的出行时间，表示从进站站点S
up
上车后到出站站点S
down
下车的最短路时间，含中间可能存在的换乘时间，不含进站、出站和候车时间，S
up
表示进站站点，S
down
表示出站站点，t
up
表示乘客平均进站时间，t
down
表示出站时间，t
int
表示发车间隔，平均候车时间取发车间隔的一半即
[0028]优选的：对于出行选择方案一，乘客在上游站点出站后不再使用轨道系统，而是直接使用外部道路系统前往目的地，乘客i在轨道系统内部的实际出行时间为：
[0029][0030]式中，表示乘客i在轨道系统内部的实际出行时间。
[0031]乘客在轨道系统外部时间为：
[0032][0033]其中，表示在未经故障的影响下乘客i在轨道系统外部的接驳时间，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳时间，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳时间。
[0034]在发生故障后，假设使用的接驳方式不变，则实际接驳时间之和为：
[0035][0036]其中，表示乘客i在轨道系统外部的实际接驳时间。
[0037]优选的：对于出行选择方案二，系统外部时间不变，系统内部时间为乘客i在轨道系统内部的实际出行时间：
[0038][0039]其中，表示乘客i在轨道系统内部的实际出行时间，表示在未经故障的影响下乘客i在系统内部的出行时间，为从到的绕行时间与最短路时间的差值，
[0040]为故障站点S
e
的上游站点，为S
e
的下游站点。
[0041]优选的：对于出行选择方案三，轨道系统内部时间减少了从到的时间，但是多了一次进站、一次出站以及一次候车时间，则乘客i在轨道系统内部的实际出行时间：
[0042][0043]其中，表示乘客i在轨道系统内部的实际出行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取乘客出行数据和列车运营数据；步骤2，当乘客出行过程中遇到站点故障后，有三种出行选择方案：方案一：不再使用轨道出行，而是使用外部道路系统去往目的地；方案二：选择轨道系统内其他路径绕行，中途不出站；方案三：从故障站点S
e
的上游站点为出站，使用外部道路系统接驳至故障站点的下游站点进站，继续使用轨道服务；步骤3，根据乘客出行数据、列车运营数据以及三种出行选择方案以出行全程时间加权增加值最小为目标，建立出行方案优化模型；步骤4，对步骤3建立的出行方案优化模型中轨道系统内部和外部增加时间的权重系数赋值得到乘客的最优出行方案。2.根据权利要求1所述基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别方法，其特征在于：步骤3中出行方案优化模型为：ΔT
i
＝min(f1，f2，f3)；)；)；式中，ΔT
i
表示因站点故障乘客i增加的出行总时间，f1表示方案一出行时间，f2表示方案二出行时间，f3表示方案三出行时间，α为轨道系统内部增加时间的权重系数，β为轨道系统外部增加时间的权重系数，λ为站点故障惩罚系数，x
up
表示进站站点与实际进站站点之间的相对位置的取值，表示进站站点与实际进站站点之间最短时间，x
down
表示出站站点与实际出站站点之间的相对位置的取值，表示出站站点与实际出站站点之间最短时间，λ为站点故障惩罚系数，表示进站站点与实际进站站点之间最
短路的站间距，表示出站站点与实际出站站点之间最短路的站间距，为乘客i从出行起点O
i
到实际进站站点的接驳距离，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳距离，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳时间，为乘客i从实际出站站点到出行终点D
i
的接驳距离，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳距离，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳时间，为乘客i从出行起点O
i
到进站站点的接驳时间，为乘客i从出站站点到出行终点D
i
的接驳时间，为从故障站点S
e
的上游站点到故障站点S
e
的下游站点的绕行时间与最短路时间的差值，为故障站点S
e
的上游站点，为故障站点S
e
的下游站点,t
up
表示乘客平均进站时间，t
down
表示出站时间，t
int
表示发车间隔，表示平均候车时间，表示故障站点S
e
的上游站点与故障站点S
e
的下游站点之间最短路的站间距，为从故障站点S
e
的上游站点与故障站点S
e
的下游站点的外部道路系统的最短路径,表示接驳方式平均速度。3.根据权利要求2所述基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别方法，其特征在于，站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道内部出行时间为：其中，表示站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道内部出行时间，P为全部乘客数；站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道外部出行时间为：其中，表示站点S
e
发生故障后全部乘客增加的轨道外部出行时间。4.根据权利要求3所述基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别方法，其特征在于，在未经故障的影响下乘客i在系统内部的出行时间：
式中，表示在未经故障的影响下乘客i在系统内部的出行时间，表示从进站站点S
up
上车后到出站站点S
down
下车的最短路时间，含中间可能存在的换乘时间，不含进站、出站和候车时间，S
up
表示进站站点，S
down
表示出站站点，t
up
表示乘客平均进站时间，t
down
表示出站时间，t
int
表示发车间隔，平均候车时间取发车间隔的一半即5.根据权利要求4所述基于乘客出行全过程的城市轨道关键站点识别方法，其特征在于：对于出行选择方案一，乘客在上游站点出站后不再使用轨道系统，而是直接使用外部道路系统前往目的地，乘客i在轨道系统内部的实际出行时间为：式中，表示乘客i在轨道系统内部的实际出行时间；乘客在轨道系统外部时间为：其中，表示在未经故障的影响下乘客i在轨道系统外部的接驳时间，为乘客i从出行起点O
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金铭，程晓明，纪迪，于泳波，刘飞，李旭，宋毅杰，
申请(专利权)人：南京市城市与交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：