基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統及其方法
2023-12-05 12:31:11
基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統及其方法
【專利摘要】基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統及其方法，屬於城市軌道交通指揮裝置及方法【技術領域】。系統包括人機互動子系統、路徑可達範圍搜索子系統、可達性展示子系統和主動步進子系統等。主動步進子系統將當前時刻和當前站點當作已知條件，系統計算、搜索，得到該時刻該站對全路網的可達性，在可達性展示子系統展示。乘客通過人機互動子系統輸入查詢條件，系統計算，將結果展示。本發明滿足了不具備網絡查詢條件或具備網絡查詢條件但目的地不明確的出行信息獲取；對於錯過末班車不可達的路徑，提供距離目的地最近的可達車站；提供乘客要到達目的地必須最晚出行的方案；根據查詢或主動發布特定時刻從路網中某一車站出發能夠到達的實時路網範圍。
【專利說明】基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統及其方法，尤其涉及一種利用信息化手段輔助軌道交通指揮工作，解決路網的安全及效率問題，減少乘客因錯過末班車而造成的不便，提高乘客在城市軌道交通網絡中出行質量的系統和方法，屬於城市軌道交通指揮裝置及方法【技術領域】，
【背景技術】
[0002]城市軌道交通路網規模擴大，可達範圍變大，路網複雜，承擔的較長距離出行也越來越多，非24小時運營的城市軌道交通網絡中每天會有末班車的開行，隨著末班車的開行，路網可達路徑會逐漸變少，可達範圍也會逐漸變小。對於不能準確掌握路網可達性變化而又在末班車時段出行的乘客很容易因為進站過晚或選擇錯誤的路徑等原因錯過到達目的地的末班車，進而對深夜出行的乘客造成很大不便。
[0003]在不斷擴大中的城市軌道交通網絡，如我國的北京、上海、廣州、深圳，因新線路維修等原因需要較早結束運營，但末班車時段客流量仍然較大，因而錯過末班車而影響出行的乘客也較多。錯過末班車影響出行這一問題逐漸凸顯，它將伴隨城市軌道交通路網建設一直影響較大的人群。
[0004]在末班車條件下，由於路網中各條線路開行時間不統一，導致隨著時間推移，路網的可達範圍會逐步縮小，乘客的可達域也在不斷縮小，又由於各條線路末班車運營時間沒有承接性，經常發生乘客到達換乘站後沒有換乘列車接續的現象，使乘客無法抵達目的車站。新型傳輸技術及日益得到重視的客流誘導技術結合起來，將末班車的信息通過有效途徑傳遞給乘客，可以減少乘客的出行失敗率，對於提高軌道交通服務質量，方便百姓出行具有現實的社會意義和經濟意義。
【發明內容】
[0005]本發明的設計目的是為乘客出行提供有效的決策支持，改善乘客出行的質量，提高城市軌道交通的人性化水平，減少乘客的出行損失。
[0006]本發明的技術方案是，
[0007]基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統，該城市軌道交通客流誘導系統包括路徑可達範圍搜索子系統、最晚進站時間計算子系統、可達性展示子系統、人機互動子系統和主動步進子系統5個子系統；
[0008]所述人機互動子系統以PC、手機客戶端、車站查詢機等具有圖形顯示、網頁瀏覽、輸入通訊等基本功能的設備為載體，供乘客輸入查詢條件完成出行路徑的查詢。路徑查詢條件包括查詢時刻、起始站名、目的站名、計劃出發(或到達)時刻等。
[0009]所述路徑可達範圍搜索子系統根據乘客在系統中輸入的查詢條件、列車時刻表、換乘時間等，利用遺傳算法進行換乘路徑的搜索；當不存在可達路徑時計算距離目的站最近的車站。[0010]所述最晚進站時間計算子系統，根據指定0D、列車時刻表和換乘時間，計算出乘客要想成功到達目的地，必須最晚進入起始站的時間，以保證有效的換乘冗餘時間。
[0011]所述可達性展示子系統，主要進行查詢結果的展示。其展示界面分為兩類:
[0012]基於車站PIS的可達性展示子系統，利用城市軌道交通車站內外的PIS設備展示當前車站在當前時刻的可達範圍及本站開出的末班車事件等信息；
[0013]基於網絡瀏覽器的可達性展示子系統，根據乘客的搜索條件進行兩方面的可達範圍展示，一是設定了起始站和終點站的建議路徑及最晚進站時間展示，二是只設定了起點的車站在某一出發時刻可以到達的路網範圍展示。
[0014]所述主動步進子系統，以列車時刻表和網絡拓撲結構為輸入條件，設定列車出發事件為觸發條件，當時系統時鐘步進到與列車出發事件的時間相同時，主動獲取列車出發事件，將列車出發的車站和當前時鐘作為輸入條件，傳遞到路徑可達範圍搜索子系統，進行後繼計算，達到向出發點明確但目的地不明確的乘客主動展示特定車站到路網的可達範圍的效果。
[0015]以上所述最晚進站時間計算子系統、路徑可達範圍搜索子系統和主動步進子系統可以以軟體的形式部署在具有高速計算功能的工作站、或伺服器或高性能PC機上。
[0016]所述人機互動子系統為PC或手機客戶端或車站查詢機。
[0017]本發明還提供兩種基於所述基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統的誘導方法。
[0018]根據所述基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統的誘導方法，主動步進子系統將當前時刻和當前站點當作已知條件傳遞給最晚進站時間計算子系統和路徑可達範圍搜索子系統，得到該時刻該站對全路網的可達性，在可達性展示子系統展示。
[0019]根據所述的基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統的誘導方法，乘客通過人機互動子系統輸入查詢條件，路徑可達範圍搜索子系統搜索該查詢條件下可達的出行路徑，並將可達出行路徑傳遞給可達性展示子系統，最晚進站時間計算子系統將根據乘客輸入的查詢條件按照列車時刻表計算在指定OD可達的條件下乘客在起始站的最晚進站時間，並將結果傳遞給可達性展示子系統展示。
[0020]本發明在主動步進形式下，主動步進子系統在車站有列車出發情況時，主動將該車站和當前時鐘作為輸入條件，傳遞到路徑可達範圍搜索子系統，並將路網上所有路徑的可達情況傳遞給可達性展示子系統。可達性展示子系統在該車站PIS主動展示搜索結果，供從該站出發去往路網上任意車站的乘客進行查看並對出行做出判斷。主動步進並展示的形式滿足了不具備網絡查詢條件下的乘客出行信息獲取，並且滿足具備網絡查詢條件但目的地不明確的出行信息獲取。
[0021]本發明當存在人機互動子系統時，乘客通過人機互動子系統輸入查詢條件，路徑可達範圍搜索子系統搜索該查詢條件下可達的出行路徑，並將可達出行路徑傳遞給可達性展示子系統，最晚進站時間計算子系統將根據乘客輸入的查詢條件按照列車時刻表計算在指定OD可達的條件下乘客在起始站的最晚進站時間，並將結果傳遞給可達性展示子系統展示。
[0022]本發明的成果在於:
[0023]( I)乘客指定出行0D，本發明提供出行路徑，對於錯過末班車不可達的路徑，本發明提供距離目的地最近的可達車站。
[0024](2)提供乘客要到達目的地必須最晚出行的方案。
[0025](3)根據查詢或主動發布特定時刻從路網中某一車站出發能夠到達的實時路網範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統結構示意圖。
[0027]圖2是人機互動子系統101結構示意圖。
[0028]圖3是路徑可達範圍搜索子系統102結構示意圖。
[0029]圖4是利用遺傳算法搜索可達路徑的流程圖。
[0030]圖5是最晚進站時間的推算過程。
[0031]圖6是可達性展示子系統104的結構示意圖。
[0032]圖7是車站PIS上的可達性展示界面。
[0033]圖8是基於網絡瀏覽器的可達性查詢界面。
[0034]圖9為本發明實施例1結果示意圖。
[0035]圖10為本發明實施例2結果示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明。下述說明僅僅用作示例，而不會限制本發明應用的範圍和作用。
[0037]圖1是基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統結構示意圖。基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統由人機互動子系統101、路徑可達範圍搜索子系統102、最晚進站時間計算子系統103、可達性展示子系統104和主動步進子系統這5個子系統組成。主動步進模式下，主動步進子系統105將當前時刻和當前站點當作已知條件傳遞給最晚進站時間計算子系統103和路徑可達範圍搜索子系統102，得到該時刻該站對全路網的可達性，傳遞給可達性展示子系統104處理，最終在終端展示。在網絡查詢模式下，乘客通過人機互動子系統101輸入查詢條件，路徑可達範圍搜索子系統102搜索該查詢條件下可達的出行路徑，出行路徑包括途經總站數、途經線路、在換乘站的換乘時間、每站的到達及離開時刻等信息，並將可達出行路徑傳遞給可達性展示子系統104，若當前查詢時刻沒有可達的路徑時，系統得不到有效路徑集，則根據車站間的鄰接關係得到距離目的站最近的車站，提示乘客在該站下車。同時最晚進站時間計算子系統103將根據乘客輸入的查詢條件按照列車時刻表計算在指定OD可達的條件下乘客在起始站的最晚進站時間，並將結果傳遞給可達性展示子系統104。可達性展示子系統104的展示界面分為三部分，分別為建議路徑文字的說明、建議路徑在路網中的地圖顯示以及本對指定OD可達的最晚進站時間。
[0038]圖2是人機互動子系統101結構示意圖。人機互動子系統101由用戶操作界面201、命令處理模塊202、命令輸出模塊203等構成。乘客通過用戶操作界面201輸入查詢條件，命令處理模塊202將查詢條件轉換成計算機語言並傳遞給命令輸出模塊203，命令輸出模塊203將查詢命令輸出，傳遞到路徑可達範圍搜索子系統102和最晚進站時間計算子系統 103。[0039]圖3是路徑可達範圍搜索子系統102結構示意圖。路徑可達範圍搜索子系統102由WEB服務模塊301、資料庫管理模塊302、分析模塊303等構成。WEB服務模塊301與人機互動子系統101中的命令輸出模塊203連接，接收乘客輸入的查詢條件，並轉化為系統語言；資料庫管理模塊302用於管理基礎數據，即路網和車站物理結構、列車時刻表、換乘時間等，系統人員登錄資料庫管理模塊即可編輯基礎數據，對數據進行增加、刪除、查找、修改等操作；分析模塊303根據車站所屬的線路及各條線路的位置，以車站作為節點，以線路作為邊，建立路網模型，利用遺傳算法得到物理網絡上指定OD之間的路徑，從列車時刻表中列車在每站的到站及發車時間得到每次列車在車站的停站時間，根據乘客的查詢時刻及換乘時間計算乘客實際到達每站的時刻，結合末班車時刻表得到有效可達的路徑集。若當前查詢時刻沒有可達的路徑時，系統得不到有效路徑集，則根據網絡模型和車站間的鄰接關係得到距離目的站最近的車站。Web服務模塊301將查詢結果發送到可達性展示子系統104。
[0040]利用遺傳算法搜索可達路徑的流程如圖4所示。
[0041]本發明將城市軌道交通路網簡化為有向加權圖G=(V，E，Le)，其中，V為路網中各車站的集合，E為車站節點間鏈路集，LeS相應的乘客出行時間，也是有向加權圖中各條有向邊的權重。可行路徑的適應度函數要考慮出行路徑時間和換乘時間等因素。本發明的方法儘量選擇出行時間較短、換乘時間和次數較少的路徑。η個節點的一條可行路徑的適應度函數定義為:
【權利要求】
1.基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統，其特徵在於，該城市軌道交通客流誘導系統包括人機互動子系統、路徑可達範圍搜索子系統、最晚進站時間計算子系統、可達性展示子系統和主動步進子系統； 所述人機互動子系統以具有圖形顯示、網頁瀏覽、輸入通訊基本功能的設備為載體，供乘客輸入查詢條件完成出行路徑的查詢；路徑查詢條至少件包括查詢時刻、起始站名、目的站名、計劃出發(或到達)時刻； 所述路徑可達範圍搜索子系統為根據乘客在系統中輸入的查詢條件、列車時刻表、換乘時間等，利用所述遺傳算法進行換乘路徑的搜索的系統；該系統當不存在可達路徑時計算距離目的站最近的車站； 所述最晚進站時間計算子系統，根據指定0D、列車時刻表和換乘時間，計算出乘客要想成功到達目的地，必須最晚進入起始站的時間的系統； 所述可達性展示子系統，為查詢結果的展示子系統，所述展示子系統分為兩類: (1)基於車站PIS的可達性展示子系統一即城市軌道交通車站內外的PIS設備一利用城市軌道交通車站內外的PIS設備展示當前車站在當前時刻的可達範圍及本站開出的末班車事件信息； (2)基於網絡瀏覽器的可達性展示子系統，該可達性展示子系統上可以通過網絡瀏覽器根據乘客搜索條件的可達範圍展示； 所述主動步進子系統以列車時刻表和網絡拓撲結構為輸入條件，設定列車出發事件為觸發條件，當時系統時鐘步進到與列車出發事件的時間相同時，主動獲取列車出發事件，將列車出發的車站和當前時鐘 作為輸入條件，傳遞到路徑可達範圍搜索子系統的系統； 人機互動子系統和主動步進子系統分別與路徑可達範圍搜索子系統、最晚進站時間計算子系統相連； 路徑可達範圍搜索子系統、最晚進站時間計算子系統分別與可達性展示子系統相連。
2.根據權利要求1所述的基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統，其特徵在於，所述根據乘客搜索條件的可達範圍展示為設定了起始站和終點站的建議路徑及最晚進站時間的展示或者只設定了起點的車站在某一出發時刻可以到達的路網範圍的展示。
3.根據權利要求1所述的基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統，其特徵在於，所述人機互動子系統為PC或手機客戶端或車站查詢機。
4.根據權利要求1所述的基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統，其特徵在於，所述路徑可達範圍搜索子系統、最晚進站時間計算子系統、主動步進子系統為具有計算功能的工作站或伺服器或PC機。
5.根據權利要求1所述的基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統的誘導方法，其特徵在於，主動步進子系統將當前時刻和當前站點當作已知條件傳遞給最晚進站時間計算子系統和路徑可達範圍搜索子系統，得到該時刻該站對全路網的可達性，在可達性展示子系統展示。
6.根據權利要求1所述的基於末班車時刻的城市軌道交通客流誘導系統的誘導方法，其特徵在於，乘客通過人機互動子系統輸入查詢條件，路徑可達範圍搜索子系統搜索該查詢條件下可達的出行路徑，並將可達出行路徑傳遞給可達性展示子系統，最晚進站時間計算子系統將根據乘客輸入的查詢條件按照列車時刻表計算在指定OD可達的條件下乘客在起始站的最晚進站時間， 並將結果傳遞給可達性展示子系統展示。
【文檔編號】G06F17/30GK103544214SQ201310430579
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】徐傑, 張新, 郭建媛, 賈利民, 秦勇, 杜婷婷, 王洋, 康亞舒, 顏開, 王莉, 辛曉敏, 豆飛, 裴新宇, 韓國興, 明瑋, 高江華 申請人:北京交通大學