旅客運送仿真系統的製作方法

2023-05-13 21:59:51

專利名稱：旅客運送仿真系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於交通運輸與信息技術的交叉領域，尤其是一種旅客運送仿真系統，該 系統可仿真交通路線、車站、列車和客流的交互場景，為改進旅客運送狀況提供一種手段。
背景技術：
為了實現人類方便、快捷、安全、舒適的出行願望，人們發明了包括軌道交通在內 的各種交通道路和工具，同時還需要根據客流變化不斷地調整運營方案，以改進運營效率、 服務質量和旅行安全，提高人們出行的滿意度。要設計出優質的交通系統、運營方案和應急 預案，或對其進行優化改進，都需要一定的試驗。但現場試驗成本高、操控難、風險大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中交通系統、運營方案和應急預案的設計 及優化需要現場試驗的不足。為解決上述問題，本發明公開一種旅客運送仿真系統。本系統應用計算機軟、硬體 實現，包括輸入單元、計算單元和輸出單元。所述輸入單元用於輸入交通線路數據、典型日 客流數據和運營方案數據；所述計算單元根據輸入單元輸入的數據仿真計算各趟列車在所 經車站的到站時間、經過車道、發車時間、進站人數、下車人數、候車人數、上車人數、車內人 數、車空容量等數據；所述輸出單元根據計算單元的計算結果輸出仿真運營交互狀態和運 營統計結果。本發明的優點是能夠在現有技術條件下，以較經濟的手段仿真交通路線、車站、 列車和客流的交互狀態和交互結果，為提高旅客運營質量提供一種試驗手段。此外，本發明 應用範圍廣泛，雖主要針對旅客運送系統，但不限於此。


圖1為實施例的仿真系統的原理圖。
具體實施例方式實施例一參見圖1所示的仿真系統的原理圖，所述仿真系統包括輸入單元1、與之連接的計 算單元2以及輸出單元3。所述輸入單元1首先輸入交通線路數據11及其典型日客流數據12以及相應的 運營方案數據13。其中交通線路數據11包含一到多條交通線路，其中每一條交通線路都 由所屬的車站數據組成。每一車站數據包含所屬的線路編號110、車站編號111、車站名稱 112、與其相連的車站編號113、站內並行車道編號114等數據。所述的典型日客流數據12包含一到多個典型日客流數據，針對指定的交通線路 11可有多個典型日。每一典型日客流數據包含典型日編號121和指定的交通線路11所屬的每一車站日客流數據。其中每一車站日客流數據由分時間段的進站人數數組122和下車 概率數組123構成。所述的運營方案數據13包含一到多個運營方案數據，每一運營方案針對一典型 日，針對每一典型日可有多套運營方案。每一運營方案數據包含所針對的典型日編號130、 車次編號131、列車編號132、列車客容量133、始發時間134、途經站次序135、途經站編號 136、途經站停留時間137、途經站內並行車道編號138、區間運行時間139以及車最小間隔 時間1310等數據。在本實施例中，一條城市軌道交通線路(線路編號110)有3、13、(3、(1、6、廠8、11、 i、j (車站名稱112)共10個車站，依次呈線形連接(相連車站編號113)，各車站對應編號 為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10(車站編號111)。每一車站有上、下行兩條並行車道(車道編號 114)。
本交通線路有工作日和假日兩種典型日客流特徵(典型日編號121)，每個典型日 各車站從早上6點開始營業到晚上23點停止營業，每隔半小時各有一上、下行進站人數的 日累計值(進站人數數組122)。在營業時間內的任意時間點的日累計值，通過該時間點所 在區間段端點值構成的插值多項式獲得。例如，欲求c車站上午10時15分的上行進站日 累計人數X，且給出了該日10時和10時30分兩個端點的上行日累計人數2000、2200，則通 過線性插值可得χ = (2000+2200)/2 = 2100本交通線路的每一車站預設下車概率數組(下車概率數組123)，存放本車站上車 旅客人數到以下各站的下車概率數。例如，在車站h上車上行旅客在其後的i、j車站下車 的概率，按時間段劃分為
時間段i車站下車概率 j車站下車概率
6 點-7 點0505
7點-9點30分 0307
9 點 30 分-15 點 0406
~15 點 -18 點0604
~18 點 -21 點0505
21 點-23 點 30 分 0. 703 針對上述兩個不同的典型日各有一套運營方案數據(運營方案數據13)在每 套運營方案數據中，均含有所針對的典型日編號(典型日編號130)、車次編號(車次編號 131)和列車編號(列車編號132)；每列車車容量1000人(列車客容量133)；列車採用雙 向複線「站站停」的運營方式(途經站編號136)，從始發站a行駛到終點站j為上行路徑， 從始發站j行駛到終點站a為下行路徑(途經站次序135、途經站內並行車道編號138)；每站停留2分鐘(途經站停留時間137)，站間運行2分鐘(區間運行時間139)；根據客流特 徵，每日首班車6點從a、j站對發，末班車23點從a、j站對發(始發時間134)；假日每6 分鐘發一班車；工作日的7點-9點和15點-17點每3分鐘發一班車，其它時間每6分鐘發 一班車；在每套運營方案中，兩車運行之間的最小間隔時間為2秒(車最小間隔時間1310)在得知了上述各種參數的情況下，計算單元2可以對交通線路的每一運營方案進 行模擬運行計算。其計算方法是首先從運營方案的首班車進入始發站算起，依次計算每一 列車所經車站的到站時間21、經過車道22、發車時間23，進站人數24、下車人數25、候車人 數26、上車人數27、 車內人數28和車空容量29。其中到站時間21計算對於始發站的首發車，到站時間21 =始發時間134-停留時間 137 ；若非首發車，到站時間21 =發車時間23-停留時間137。若非始發站，到站時間21 = 上一車站的發車時間23+區間運行時間139。經過車道22計算經過車道22 =站內並行車道編號138 (從運營方案數據13中 獲取)。發車時間23計算對首發車，發車時間23 =上一站的發車時間23+區間運行時 間139+本站停留時間137 ；其中，始發站的發車時間23、本區間運行時間139和本站停留時 間137從運營方案數據13中獲取。若非首發車，發車時間23 =第一發車時間、第二發車時 間兩者之中的最大值。其中，第一發車時間=到站時間21+停留時間137 ；第二發車時間= 下一站同車道的前一車次發車時間23-本車次在下一區間運行時間139+車最小間隔時間 1310。進站人數24的計算用本車次在該站的發車時間23作為自變量，代入該站的進站 人數數組122構成的分段插值多項式中，即可得出本站的進站人數24。下車人數25計算始發站下車人數為0 ；對於其它車站，首先計算前面每一站上車 人數，並在下車概率數組123查詢其在本站下車的概率，前面每一站的上車人數與其在本 站下車概率的乘積之和則為本站的下車人數25。候車人數26計算如為首班車，候車人數26 =同方向進站人數24 ；否則，候車人 數26 =同方向進站人數24-該站同方向停過列車的上車人數27之和。上車人數27計算當候車人數26小於車空容量29時，上車人數27 =候車人數 26 ；否則，上車人數27 =車空容量29。車內人數28計算如為始發站，則車內人數28 = 0 ；否則，車內人數28 =上站的 車內人數28-上站下車人數25+上站上車人數27。車空容量29計算如為始發站，車空容量29 =車客容量133 ；如非始發站，則車空 容量29 =車客容量133-車內人數28。以上各計算相互關聯，從首班列車始發時開始依次進行計算，直到最後一班車運 營結束，能夠算出任一典型日運營方案的運營數據。輸出單元3根據計算單元2計算出的上述運營數據，可以動態仿真顯示指定典型 日運營方案有關線路、車站、客流、列車的運營交互狀態31，也可以統計出該運營方案的運 營統計結果32。根據運營交互狀態31和運營統計結果32，可以對旅客運送系統和運營方 案進行優化改進，提高系統綜合效率、效益和服務質量。實施例二
參見圖1，實施例二與實施例一不同之處在於在輸入單元1的典型日客流數據12 中增加了 「出站人數數組124」輸入，去掉了 「下車概率數組123」的輸入；在計算單元2中 增加「下車概率計算單元210」。
其中，出站人數數組124與進站人數數組122的表示形式相同，只有數據項不同 在進站人數數組122中，各時間段的「進站人數日累計值」在出站人數數組124中則為「出 站人數日累計值」。新增加的下車概率計算單元210用於計算下車概率數組123中的概率數。其計 算方法是下車概率計算單元210根據「出站人數數組124」計算出本車在各站的時間區間 [到站時間，下班車到站時間]內的出站人數Y，則第m車站上車人數中到其後續車站η的 下車概率由下式算出,O"。上式中，Yn表示本車在車站η的時間區間內的出站人數，Yt表示本車在車站t的 時間區間內的出站人數，η'表示η之前的停站數量，t'表示t之前的停站數量，N表示車 站的總數量。該實施例的其它項與實施例一相同。本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定權利要求，任何本領域 技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的 保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
權利要求
一種旅客運送仿真系統，其特徵在於，包括輸入單元(1)、計算單元(2)和輸出單元(3)；所述的輸入單元(1)用於輸入交通線路數據(11)、典型日客流數據(12)和運營方案數據(13)；所述的計算單元(2)根據輸入單元(1)輸入的數據仿真計算各趟列車在所經之站的到站時間(21)、經過車道(22)、發車時間(23)、進站人數(24)、下車人數(25)、候車人數(26)、上車人數(27)、車內人數(28)、車空容量(29)；所述的輸出單元(3)根據計算單元(2)的計算結果輸出交通路線、車站、列車和客流的實時仿真運營交互狀態(31)和運營統計結果(32)。
2.如權利要求1所述的旅客運送仿真系統，其特徵在於所述進站人數(24)根據所求 的時間點所在區間端點值構成的插值多項式獲得。
3.如權利要求1所述的旅客運送仿真系統，其特徵在於所述下車人數(25)=前面每 一站的上車人數與其在本站下車概率的乘積之和。
4.如權利要求1所述的旅客運送仿真系統，其特徵在於對非首發車，所述發車時間 (23)=第一發車時間、第二發車時間兩者之中的最大值；其中，第一發車時間=到站時間+ 停留時間；第二發車時間=下站同車道的前車次發車時間-本車次在下一區間運行時間+ 車最小間隔時間。
全文摘要
本發明公開了一種旅客運送仿真系統，由計算機軟、硬體實現輸入單元、計算單元和輸出單元。本系統通過輸入交通線路數據、典型日客流數據和運營方案數據，可以仿真旅客運送過程交通線路、車站、列車和客流交互場景，輸出旅客運送系統的仿真運營狀態和運營結果。本發明能夠在現有的技術條件下以較經濟的手段對旅客運送系統、運營方案和應急預案進行仿真試驗，有助於改善旅客運送效率、效益、服務質量和安全性。
文檔編號G06Q10/00GK101968857SQ201010252629
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月13日 優先權日2010年8月13日
發明者趙陽, 趙風景 申請人:上海電機學院