一种轨道交通票款清分方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通票款清分方法。

背景技术：

在轨道交通网络化状态下，为更好地服务乘客，减少乘客在出行过程中的不必要的行为，许多城市多采用一票通的支付方式，即乘客不需要在换乘其他线路时支付相关费用，只需在进站和出站时刷卡支付全程费用。在单线网络中，这种支付方式方便快捷。但随着轨道交通网络不断扩张，一票通支付方式下的票款清算问题显得更为显著和突出。此外，为提升网络服务水平和效率，部分城市引入多家投资商、运营商共同运营管理。为保障各运营商的利益，亟需要构建一种用于多运营主体、符合乘客出行规律的轨道交通收益分配的票款清分方法。

在现有的方法中，多采用两种方式进行票款清分。一种为基于最短路的票款清分方法，即默认乘客出行均采用最短路方式，根据最短路中各线路的使用里程，根据比例划分票款。另一种方式为“两阶段、双比例”算法，乘客的出行路径由单一的最短路改为多种路径，根据各路径各线路的使用里程，通过加权的方式，得到乘客从行程起点到行程终点(即od)的票款清分方法，进而得到全网各线路的票款收入。

目前，国内各城市多采用“两阶段，双比例”的方法进行票款清分。即首先根据乘客旅行时间，计算路径客流分配比例，然后考虑换乘、拥挤等因素，凭经验调整od间各路径的比例，最后根据路径中的不同运营主体所承担的线路里程，进行票款清分，但是忽略了乘客在途经每条线路时所用时间和车站数量相关因素对票款清分的影响，从而导致了现有的票款清分方法考虑的因素片面、不够合理。

因此，如何避免上述缺陷，能够全面、合理地进行轨道交通票款清分，成为亟须解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种轨道交通票款清分方法；所述方法包括：

获取轨道交通乘客的仿真路径信息；所述仿真路径信息包括途经每条线路所用时间、车站数量；所有线路包含在所述仿真路径信息中；

根据与所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例；

根据每条线路的票款分配比例、所述乘客支付的乘车费用计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额，并遍历所有乘客对应的所有线路，以获取累计票款清分金额。

其中，所述根据与所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例，包括：

根据如下公式计算每条线路的票款分配比例：

其中，r(j)为第m个乘客对应的第j条线路的票款分配比例、α为第一影响因子、β为第二影响因子、为第m个乘客对应的第j条线路对应的所用时间、为第m个乘客对应的第j条线路对应的车站数量。

其中，所述根据每条线路的票款分配比例、所述乘客支付的乘车费用计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额，包括：

根据如下公式计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额：

t(j)＝r(j)*tm

其中，t(j)为第m个乘客对应的第j条线路对应的票款清分金额、tm为第m个乘客支付的乘车费用。

其中，所述获取轨道交通乘客的仿真路径信息，包括：

采用客流推演方法获取轨道交通乘客的仿真路径信息。

其中，所述客流推演方法用到的路径选择概率的计算包含有影响因子；所述影响因子是所述乘客途经所述仿真路径信息中的最短路所需的时间。

其中，所述路径选择概率的计算，包括：

根据如下公式计算所述路径选择概率：

其中，p(k)为第k条路径对应的路径选择概率、c^k为第k条路径对应的路径效用函数、c^min为所述乘客途经所述仿真路径信息中的最短路所需的时间。

其中，所述路径效用函数包括乘车费用计算函数；相应的，所述乘车费用计算函数根据如下公式计算：

其中，为所述乘车费用计算函数、为所述乘客从行程起点到行程终点的走行时间，i表示第i个车站、为所述乘客从行程起点到行程终点的在车时间、i和n共同表示车的行驶方向为从第i个车站到第n个车站、γ为根据列车满载率确定的乘车费用放大系数。

其中，所述乘车费用放大系数根据如下公式计算：

其中，ω为所述列车满载率、ω0、ω1、ω2、ω3分别为第一预设满载率阈值、第二预设满载率阈值、第三预设满载率阈值、第四预设满载率阈值，且ω0＜ω1＜ω2＜ω3、φx(px,t)为自变量px随时间t变化的分段函数，x＝1～3。

其中，根据如下公式计算所述分段函数：

其中，c、β、ρ分别为第一预设参数、第二预设参数和第三预设参数。

其中，所述路径效用函数还包括等待费用计算函数；相应的，所述等待费用计算函数根据如下公式计算：

其中，为所述等待费用计算函数、hi为第i个车站列车发车时间间隔、cstay,i为所述乘客在第i个车站的滞留时长。

其中，所述滞留时长根据如下公式计算：

cstay,i＝λ*∫p(σ)dσ*hi

其中，λ为乘客平均到达率、p(σ)根据如下公式计算：

其中，σ表示当乘客无法搭乘列车时的滞留次数。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过与乘客途经每条线路所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、以及所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例，进而计算出该乘客对应的每条线路的票款清分金额，并获取所有乘客对应的所有线路的累计票款清分金额，能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明轨道交通票款清分方法实施例流程图；

图2为本发明轨道交通票款清分方法另一实施例流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明轨道交通票款清分方法实施例流程图，如图1所示，本发明实施例提供的一种轨道交通票款清分方法，包括以下步骤：

s101：获取轨道交通乘客的仿真路径信息；所述仿真路径信息包括途经每条线路所用时间、车站数量；所有线路包含在所述仿真路径信息中。

具体的，装置获取轨道交通乘客的仿真路径信息；所述仿真路径信息包括途经每条线路所用时间、车站数量；所有线路包含在所述仿真路径信息中。装置可以包括进行票款清分的服务器，不作具体限定。进一步地，可以采用客流推演方法获取轨道交通乘客的仿真路径信息。图2为本发明轨道交通票款清分方法另一实施例流程图，如图2所示，在采用客流推演方法获取轨道交通乘客的仿真路径信息的步骤之前，所述方法还可以包括：

第一步：通过读取路网数据、城市轨道交通自动售检票系统(automaticfarecollectionsystem，简称“afc”)的客流数据的方式，获取作为客流推演的输入数据。

第二步：客流仿真。

1)采用路径效用函数(对应图2的路阻函数计算)。充分考虑乘客在车站中的旅行时间、换乘次数、线路拥挤情况等因素，全面构建路径效用函数，如下：

其中，c^k为k路径效用函数，分为乘车费用函数和等待费用函数两部分。

包括乘客从o到d(即从行程起点到行程终点)对应路径的整体旅行时间，包括在车时间走行时间其中，i表示第i个车站、i和n共同表示车的行驶方向为从第i个车站到第n个车站。需要说明的是：可以根据乘车费用放大系数γ进行费用放大。乘车费用放大系数γ可以根据实际情况自主设定，γ的数值可以大于1。即根据如下公式计算乘车费用计算函数：

进一步地，根据如下公式计算乘车费用放大系数γ：

其中，ω为所述列车满载率、ω0、ω1、ω2、ω3分别为第一预设满载率阈值、第二预设满载率阈值、第三预设满载率阈值、第四预设满载率阈值，且ω0＜ω1＜ω2＜ω3、φx(px,t)为自变量px随时间t变化的分段函数，x＝1～3。第一预设满载率阈值、第二预设满载率阈值、第三预设满载率阈值、第四预设满载率阈值的具体数值可以根据实际情况自主设置，第一预设满载率阈值可选为100％，当ω＞ω0时，即说明列车超载运行，根据γ的计算公式可以理解：根据列车超载的程度不同，可以选择不同的数值作为γ。从而，实现了根据线路拥挤程度，采用动态调整的系数计算乘车费用计算函数，保证了乘车费用计算函数的合理、有效。

进一步地，还可以根据如下公式计算所述分段函数：

其中，c、β、ρ分别为第一预设参数、第二预设参数和第三预设参数。第一预设参数、第二预设参数和第三预设参数可以根据实际情况自主设置。

在等待费用函数的计算过程中，考虑到了第i个车站列车发车时间间隔hi、乘客在第i个车站的滞留时长cstay,i。具体可以根据如下公式计算等待费用计算函数：

可以根据如下公式计算滞留时长：

cstay,i＝λ*∫p(σ)dσ*hi

其中，λ为乘客平均到达率，可以通过常规技术手段获取到、p(σ)根据如下公式计算：

σ表示当乘客无法搭乘列车时的滞留次数，当σ＝0，表示滞留次数为零，即该乘客在第一次列车经过时就搭乘上；当σ＝1，表示滞留次数为1，即该乘客在第一次列车经过时没有搭乘上，在第二次列车经过时才搭乘上，以此类推。

2)k短路计算。

可以利用a*算法或dial算法，得到轨道交通路网中的任意od的k路径(即按照最短路、次最短路的顺序依次排列得到的k条路径)与最短路。该步骤为本领域成熟技术，具体不再赘述。

3)路径选择概率(对应图2的路径比例计算)。

充分考虑k路径与最短路之间的区别与关联，利用改进的logit模型，得到第k条路径的路径选择概率p(k)，需要说明的是：改进的logit模型的改进之处体现在路径选择概率的计算包含有影响因子；所述影响因子是所述乘客途经所述仿真路径信息中的最短路所需的时间，即该乘客途经上述2)k短路计算的步骤中得到的最短路所需的时间c^min。需要说明的是：采用该改进的logit模型计算第k条路径的路径选择概率p(k)，可以避免凭经验调整od间各路径的比例，有助于最后根据路径中的不同运营主体所承担的线路里程，进行票款清算、具体的，路径选择概率的计算，可以包括：

根据如下公式计算所述路径选择概率：

其中，c^k为第k条路径对应的路径效用函数，即从上述1)路径效用函数的步骤中得到的计算结果。

4)客流推演。

构建列车、乘客智能体，根据乘客在站内出行行为、列车容量以及路径选择概率等，对乘客进行仿真推演，并保存乘客的仿真路径信息。第m个乘客的路径记为pam，需要说明的是：每一个乘客对应一条路径，每条路径包括至少一条线路。

第三步，仿真结束后，选择第m个乘客的路径pam，pam中包含通过的第j条线路的线路信息，可以具体包括途经该线路的所用时间途经该线路的车站数量该线路的线路名称等。

s102：根据与所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例。

具体的，装置根据与所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例。需要说明的是：所述第一影响因子α可以为每条线路所在地的劳动力在单位时间内所创造的价值，即如果该条线路是北京市内的线路，则劳动力在单位时间内所创造的价值，可以包括北京市的月平均工资，单位时间可以为年、月等，不作具体限定。如果该条线路是经过北京市和天津市的线路，则劳动力在单位时间内所创造的价值，可以包括北京市的月平均工资和天津市的月平均工资之和的平均值或加权平均值等，加权权重可以根据在北京线路长度和在天津线路长度进行调整。所述第二影响因子β可以为每条线路所经过的车站的平均造价。即该条线路所经过的车站分别为车站a和车站b，则第二影响因子为车站a的造价和车站b的造价之和的平均值，车站的造价可以通过查询相关资料获得，不作具体限定。需要说明的是：通过引入上述第一影响因子和第二影响因子，可以考虑到每条线路所在地的劳动力在单位时间内所创造的价值、每条线路所经过的车站的平均造价对票款清算的影响，进一步可以有效地指导不同线路的补贴政策。

参照图2，可以从客流选取第m个乘客，获取该乘客的路径，可参照上述说明，不再赘述，然后计算该乘客的路径的每条线路的票款分配比例，可以根据如下公式计算每条线路的票款分配比例r(j)：

公式中的各参数变量可参照上述说明，不再赘述。

s103：根据每条线路的票款分配比例、所述乘客支付的乘车费用计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额，并遍历所有乘客对应的所有线路，以获取累计票款清分金额。

具体的，装置根据每条线路的票款分配比例、所述乘客支付的乘车费用计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额，并遍历所有乘客对应的所有线路，以获取累计票款清分金额。可以根据如下公式计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额：

t(j)＝r(j)*tm

其中，t(j)为第m个乘客对应的第j条线路对应的票款清分金额、tm为第m个乘客支付的乘车费用。需要说明的是：该步骤图2未示出。然后，遍历所有乘客对应的所有线路，参照图2，当乘客遍历完成时(遍历的内容包括所有乘客对应的所有线路)，统计所有乘客的所有线路的票款情况，即获取累计票款清分金额。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过与乘客途经每条线路所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、以及所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例，进而计算出该乘客对应的每条线路的票款清分金额，并获取所有乘客对应的所有线路的累计票款清分金额，能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述根据与所用时间和车站数量分别对应的第一影响因子和第二影响因子、所有线路对应的所用时间、车站数量计算每条线路的票款分配比例，包括：

装置根据如下公式计算每条线路的票款分配比例：

其中，r(j)为第m个乘客对应的第j条线路的票款分配比例、α为第一影响因子、β为第二影响因子、为第m个乘客对应的第j条线路对应的所用时间、为第m个乘客对应的第j条线路对应的车站数量。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算每条线路的票款分配比例，进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述根据每条线路的票款分配比例、所述乘客支付的乘车费用计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额，包括：

装置根据如下公式计算所述乘客对应的每条线路的票款清分金额：

t(j)＝r(j)*tm

其中，t(j)为第m个乘客对应的第j条线路对应的票款清分金额、tm为第m个乘客支付的乘车费用。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算乘客对应的每条线路的票款清分金额，进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述获取轨道交通乘客的仿真路径信息，包括：

装置采用客流推演方法获取轨道交通乘客的仿真路径信息。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过采用客流推演方法获取轨道交通乘客的仿真路径信息，能够高效获取到仿真路径信息，保证该方法正常进行。

在上述实施例的基础上，装置中的所述客流推演方法用到的路径选择概率的计算包含有影响因子；所述影响因子是所述乘客途经所述仿真路径信息中的最短路所需的时间。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，优化了路径选择概率的计算，进一步有效选择乘客的路径，进而进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述路径选择概率的计算，包括：

装置根据如下公式计算所述路径选择概率：

其中，p(k)为第k条路径对应的路径选择概率、c^k为第k条路径对应的路径效用函数、c^min为所述乘客途经所述仿真路径信息中的最短路所需的时间。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算路径选择概率，更进一步优化了路径选择概率的计算，有助于进一步有效选择乘客的路径，进而进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述路径效用函数包括乘车费用计算函数；相应的，所述乘车费用计算函数根据如下公式计算：

其中，为所述乘车费用计算函数、为所述乘客从行程起点到行程终点的走行时间，i表示第i个车站、为所述乘客从行程起点到行程终点的在车时间、i和n共同表示车的行驶方向为从第i个车站到第n个车站、γ为根据列车满载率确定的乘车费用放大系数。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算乘车费用计算函数，有助于进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述乘车费用放大系数根据如下公式计算：

其中，ω为所述列车满载率、ω0、ω1、ω2、ω3分别为第一预设满载率阈值、第二预设满载率阈值、第三预设满载率阈值、第四预设满载率阈值，且ω0＜ω1＜ω2＜ω3、φx(px,t)为自变量px随时间t变化的分段函数，x＝1～3。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算乘车费用放大系数，有助于更合理地计算乘车费用计算函数，进而进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，装置根据如下公式计算所述分段函数：

其中，c、β、ρ分别为第一预设参数、第二预设参数和第三预设参数。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算该分段函数，提高了乘车费用放大系数计算的合理性，有助于更加全面、合理地进行轨道交通票款清分。可参照上述说明，不再赘述。

在上述实施例的基础上，所述路径效用函数还包括等待费用计算函数；相应的，所述等待费用计算函数根据如下公式计算：

其中，为所述等待费用计算函数、hi为第i个车站列车发车时间间隔、cstay,i为所述乘客在第i个车站的滞留时长。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算等待费用计算函数，有助于进一步能够全面、合理地进行轨道交通票款清分。

在上述实施例的基础上，所述滞留时长根据如下公式计算：

cstay,i＝λ*∫p(σ)dσ*hi

其中，λ为乘客平均到达率、p(σ)根据如下公式计算：

其中，σ表示当乘客无法搭乘列车时的滞留次数。可参照上述说明，不再赘述。

本发明实施例提供的轨道交通票款清分方法，通过具体公式计算该滞留时长，提高了等待费用计算函数计算的合理性，有助于更加全面、合理地进行轨道交通票款清分。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。