[发明专利]一种基于线性规划的城轨线路客流峰值预测方法

说明书

本发明公开了一种基于线性规划的城轨线路客流峰值预测方法，包括如下步骤：1)、以OD表示单次出行的起始站和终点站，以客流的OD参数将城市轨道交通列车运行图与客流分布投射到单一的客流‑运行图网络中，从而将城市轨道交通网络中的旅客运输峰值转换成为多源多汇的网络最大流求解；2)、基于步骤1)的客流‑运行图网络，获得单个列车在单次轨道运输中的旅客人数，并由此求和获得整个城市轨道交通线路客流峰值。本发明所公开的方法通过城市轨道交通旅客出行过程通过网络变换简化为客流‑运行图网络，提高了整个方法的计算效率；同时，本发明的方法避开了对旅客行为的预测，使用了旅客期待乘坐的列车时间的方式划分旅客出行时间窗，提高了整个方法的客观性。

技术领域

本发明涉及一种基于线性规划的城轨线路客流峰值预测方法，属于交通管理和控制领域。

背景技术

轨道交通，无论是地铁、城铁或市郊铁路，都可以有效的解决大规模的客流运输问题，已经成为城市间的重要的公共交通工具。相对于路面的公交车、出租车，轨道交通具有客运量大、速度快、时间准、受外界因素影响小等优势。

然而，由于轨道交通自身的结构特点，如站内换乘、可连续换乘、乘客起始站点选择多、乘客可选择轨道线路多等，对于轨道交通系统内的客流信息难以测量，这也就导致了大客流情况下的城市轨道交通运输组织面临着巨大的压力，需要通过进站限流、甩站等多种方式保证系统运输组织秩序。

由于很难直接获取轨道系统的实时客流信息。因此如何根据已有乘客的客流行为预测轨道交通客流成为较优的选择。在这方面已经有多篇文献和专利开展了相关研究。例如唐巧梅撰写的城市轨道交通大客流运营组织方法研究，从站内最大客流疏运能力提高、站内客流总量控制、乘客秩序等方面分析了大客流下客流组织与控制的方法，赵满姣的城市轨道交通站台聚集人数与列车运行间隔关系研究，则研究了不同列车到达时间间隔下的站台聚集人数和站台滞留人数，并给出了环节站台拥堵的方案，张正等撰写的城市轨道交通高峰时段车站协同限流安全控制研究，指出了车站入口控制、站台上车人数控制、邻线间控制的三种主要车站限流方式，并在车站客流量平衡条件的基础上研究了单站客流控制与两车站同时大客流情况下的站间协同安全限流方式。上述文献从单站、多站角度研究与分析了城市轨道交通客流控制方法，刘莲花等人的城市轨道交通网络客流控制方法研究，分析了城市轨道交通线路出现客流过饱和状态的原因及状态出现规律，并从实际运营角度提出了单线级与网络级的客流联控方法，赵鹏等人发表的高峰时段城市轨道交通线路客流协调控制，则提出车站限流问题属于运输系统流入控制问题，考虑车站间的协调限流同时考虑了时段间客流的相互影响，并建立了乘客延误最小与客运周转量最大的多目标规划模型以求解车站最佳进站人数。

在客流控制问题中，客流峰值的准确评估是首要任务，如果无法准确评估轨道交通中客流峰值，则无法确定是否要进行限流。上述所公开的方案仅仅考虑的是单站或多站客流控制，反映的是独立站点或具有明显相关性的两个或多个站点间的客流关系，在空间上具有片面性，无法描述目标车站外的客流影响，对于整条线路客流不具有代表性。

CN201110250766.1提供了一种轨道交通全路网客流预测方法，该方法根据历史OD对，统计得出全天各时间段的进站、出站匹配概率，然后通过不断获取即时进站数据，估计出站位置、时间及旅行线路，统计得出全路网客流。申请人进行的实地研究显示，这种方法只能适用于特定上下班时段、较低运量的轨道交通运输客流预测，且只能短时进行全路网客流预测和异常状况客流预测。由于该方法基于概率数的方式，众所周知，除了上班与下班等特殊时间点外，轨道交通中的客流行为是很难根据上一次的同站台、同轨道的客流行为进行模拟的。即便是客流行为较为固定的上下班时间，由于每人的工作起始时间不固定，也难于预测群体客流行为。

发明内容

针对已有技术方案的缺陷，本发明公开了一种城市轨道交通线路客流峰值预测方法，该方法通过客流-运行图网络变换降低了客流OD与列车运行过程描述的时空规模，结合客流信息特征描述客流，从而能够更准确、快速的计算城市轨道交通线路客流峰值。