一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法及系统

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法及系统。


背景技术：

2.轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统，最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。
3.具体的，常见的多制式轨道交通包括：传统铁路（国家铁路、城际铁路和市域铁路）、地铁、轻轨和有轨电车，新型轨道交通有磁悬浮轨道系统、单轨系统（跨座式轨道系统和悬挂式轨道系统）和旅客自动捷运系统等。在交通运输领域中，交通的拥挤情况一直是人们所关注的焦点，将直接影响着乘客的交通出行体验。因此，需要对轨道交通拥挤系数进行合理地计算。
4.目前，现有技术中部分的拥挤系数的计算方式，只能计算出静态的拥挤系数，而无法进行动态地预测计算，无法很好地对未来一段时间内可能出现的交通高峰情况作出及时有效的交通调度准备。


技术实现要素：

5.鉴于上述状况，本发明的主要目的是为了提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法及系统，以解决上述技术问题。
6.本发明实施例提供了一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，所述方法包括如下步骤：步骤一、获取轨道交通区间内的当前总客流量，以及轨道交通区间内所包含的各类型列车的理论总承载量，根据所述当前总客流量及所述理论总承载量计算得到当前总承载率；步骤二、根据所述当前总承载率以及在轨道交通区间内的旅客平均停留时间计算得到当前总拥挤系数；步骤三、获取在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数以及总到站客流人数；步骤四、根据所述当前总拥挤系数构建得到总拥挤系数的目标函数，并将所述预承载总客流人数以及所述总到站客流人数输入至所述总拥挤系数的目标函数中进行计算迭代，以得到动态预测后的总拥挤系数。
7.本发明提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，首先获取轨道交通区间内的当前总客流量，以及轨道交通区间内所包含的各类型列车的理论总承载量，计算得到当前总承载率；进而根据当前总承载率计算得到当前总拥挤系数，再获取在轨道交
通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数以及总到站客流人数，最后根据当前总拥挤系数构建得到总拥挤系数的目标函数，进而对目标函数进行计算迭代以得到动态预测后的总拥挤系数。由于本发明所计算得到的总拥挤系数是根据实际交通运营情况进行动态计算得到的，并且可实现对未来一段时间的交通运营进行预测，满足了交通调度指导的应用需求。
8.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，在所述步骤一中，所述当前总客流量表示为：其中，为所述当前总客流量，表示轨道交通列车的类型种类，表示轨道交通区间序号，表示在轨道交通区间内特定种类的轨道交通列车对应的列车总数，表示在轨道交通区间内特定种类的轨道交通列车的列车序号，表示在轨道交通区间内的第种轨道交通列车对应的当前子客流量，。
9.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，在所述步骤一中，所述理论总承载量表示为：其中，表示所述理论总承载量，表示在轨道交通区间内的第种轨道交通列车对应的最大子承载量；所述当前总承载率表示为：所述当前总承载率表示为：表示在轨道交通区间内对应的当前总承载率。
10.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，在所述步骤二中，所述当前总拥挤系数表示为：其中，表示在轨道交通区间内的当前总拥挤系数，表示人均占有面积的校正因子，表示在轨道交通区间内的当前旅客人均占有面积，表示在轨道交通区间内的标准人均占有面积，表示旅客平均停留时间校正因子，表示旅客平均停留时间，表示旅客平均停留时间基准时长。
11.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，在所述步骤四中，构建得到的所述总拥挤系数的目标函数表示为：其中，表示在轨道交通区间内动态预测后的总拥挤系数，表示在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数，表示在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的总到站客流人数，表示在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的平均总客流人数，表示在轨道交通区间内各类型列车的当前平均运行时间，表示在轨道交通区间内列车的最长运行时间。
12.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，所述方法还包括：获取轨道交通区间内各列车分别对应的当前子客流量，根据各所述当前子客流量与所述当前总客流量计算得到各列车对应的承载权重值；根据各个所述承载权重值计算得到平均承载权重值，并根据最大的承载权重值与所述平均承载权重值计算得到最大权重差值比；当判断到所述当前总承载率大于预设总承载率阈值，且所述最大权重差值比超出当前列车对应的过载负荷比范围，则对各类型列车的客流运输进行调度调节。
13.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，第种类型第列的轨道交通列车对应的承载权重值表示为，在轨道交通区间内的所有列车的平均承载权重值表示为，最大的承载权重值表示为，当前列车对应的过载负荷比范围表示为，其中，表示过载负荷临界值，表示过载负荷最大值；最大权重差值比表示为；对各类型列车的客流运输进行调度调节包括在同类型列车之间进行调度以及在不同类型列车之间进行调度。
14.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，在同类型列车之间进行调度的方法包括如下步骤：获取在轨道交通区间内第种类型中第列的列车对应的承载权重值，并计算得到第种类型的所有列车对应的平均承载权重值；根据第种类型中第列列车对应的承载权重值与第种类型的所有列车对
应的平均承载权重值，计算得到第列的列车对应的第一承载权重差值；将所述第一承载权重差值与在轨道交通区间内的第种轨道交通列车对应的当前子客流量相乘，以得到对应的第一差额客流调度人数，并根据所述第一差额客流调度人数进行调度。
15.所述一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，在不同类型列车之间进行调度的方法包括如下步骤：确定在轨道交通区间内第种类型的所有列车对应的承载权重值，并计算得到轨道交通区间内所有类型所有列车对应的平均承载权重值 ；根据轨道交通区间内第种类型的所有列车对应的承载权重值与轨道交通区间内所有类型所有列车对应的平均承载权重值 ，计算得到第种类型的所有列车对应的第二承载权重差值；根据所述第二承载权重差值、所述当前总客流量以及在轨道交通区间内调度产生的票价补贴预算额计算得到第二差额客流调度人数，并根据所述第二差额客流调度人数进行调度；其中，所述第二差额客流调度人数的表达式为：其中，表示在轨道交通区间内种不同类型的列车之间进行换乘时单个站点区间之间票价差额，表示在轨道交通区间内种不同类型的列车之间换乘时对应的站点区间数量，轨道交通列车类型包括三种，表示从第一类型轨道交通列车换乘为第二类型轨道交通列车，表示从第二类型轨道交通列车换乘为第三类型轨道交通列车，表示从第三类型轨道交通列车换乘为第一类型轨道交通列车；其中第一类型轨道交通列车包括地铁、轻轨和/或有轨电车；第二类型轨道交通列车包括市域铁路、市郊铁路和/或普速铁路；第三类型轨道交通列车包括城际铁路和/或高速铁路。
16.本发明提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算系统，其中，所述系统包
括：第一计算模块，用于：获取轨道交通区间内的当前总客流量，以及轨道交通区间内所包含的各类型列车的理论总承载量，根据所述当前总客流量及所述理论总承载量计算得到当前总承载率；第二计算模块，用于：根据所述当前总承载率以及在轨道交通区间内的旅客平均停留时间计算得到当前总拥挤系数；信息获取模块，用于：获取在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数以及总到站客流人数；动态预测模块，用于：根据所述当前总拥挤系数构建得到总拥挤系数的目标函数，并将所述预承载总客流人数以及所述总到站客流人数输入至所述总拥挤系数的目标函数中进行计算迭代，以得到动态预测后的总拥挤系数。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
18.图1为本发明第一实施例提出的区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法的流程图；图2为本发明第二实施例提出的区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法的流程图；图3为本发明第三实施例提出的区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算系统的结构示意图。
具体实施方式
19.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
20.参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
21.实施例一：请参阅图1，本发明第一实施例提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，其中，所述方法包括如下步骤：s101、获取轨道交通区间内的当前总客流量，以及轨道交通区间内所包含的各类型列车的理论总承载量，根据所述当前总客流量及所述理论总承载量计算得到当前总承
载率。
22.在本步骤中，上述的当前总客流量表示为：其中，表示当前总客流量，表示轨道交通列车的类型种类，表示轨道交通区间序号，表示在轨道交通区间内特定种类的轨道交通列车对应的列车总数，表示在轨道交通区间内特定种类的轨道交通列车的列车序号，表示在轨道交通区间内的第种轨道交通列车对应的当前子客流量，。
23.此外，上述的理论总承载量表示为：其中，表示所述理论总承载量，表示在轨道交通区间内的第种轨道交通列车对应的最大子承载量。
24.在确定了当前总客流量与理论总承载量之后，对应的当前总承载率的计算公式表示为：示为：表示在轨道交通区间内对应的当前总承载率。
25.s102、根据所述当前总承载率以及在轨道交通区间内的旅客平均停留时间计算得到当前总拥挤系数。
26.在本步骤中，上述当前总拥挤系数的计算公式表示为：其中，表示在轨道交通区间内的当前总拥挤系数，表示人均占有面积的校正因子，表示在轨道交通区间内的当前旅客人均占有面积，表示在轨道交通区间内的标准人均占有面积，表示旅客平均停留时间校正因子，表示旅客平均停留时间，表示旅客平均停留时间基准时长。
27.s103、获取在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数以及总到站客流人数。
28.在此需要说明的是，在本发明中，在轨道交通区间内列车的类型包括三种，第一类型轨道交通列车包括地铁、轻轨和/或有轨电车；第二类型轨道交通列车包括市域铁路、
市郊铁路和/或普速铁路；第三类型轨道交通列车包括城际铁路和/或高速铁路。
29.s104、根据所述当前总拥挤系数构建得到总拥挤系数的目标函数，并将所述预承载总客流人数以及所述总到站客流人数输入至所述总拥挤系数的目标函数中进行计算迭代，以得到动态预测后的总拥挤系数。
30.在本步骤中，构建得到的总拥挤系数的目标函数表示为：其中，表示在轨道交通区间内动态预测后的总拥挤系数，表示在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数，表示在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的总到站客流人数，表示在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的平均总客流人数，表示在轨道交通区间内各类型列车的当前平均运行时间，表示在轨道交通区间内列车的最长运行时间。
31.可以理解的，通过上述总拥挤系数的目标函数，将实时获取到的预承载总客流人数以及总到站客流人数输入至总拥挤系数的目标函数中进行计算迭代，以得到动态预测后的总拥挤系数，从而为实际交通指挥提供理论预测。
32.本发明提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，首先获取轨道交通区间内的当前总客流量，以及轨道交通区间内所包含的各类型列车的理论总承载量，计算得到当前总承载率；进而根据当前总承载率计算得到当前总拥挤系数，再获取在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数以及总到站客流人数，最后根据当前总拥挤系数构建得到总拥挤系数的目标函数，进而对目标函数进行计算迭代以得到动态预测后的总拥挤系数。由于本发明所计算得到的总拥挤系数是根据实际交通运营情况进行动态计算得到的，并且可实现对未来一段时间的交通运营进行预测，满足了交通调度指导的应用需求。
33.实施例二：为了更好地对区域多制式轨道交通区间内的列车实现合理地调节，请参阅图2，本发明第二实施例提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算方法，所述方法包括：s201，获取轨道交通区间内各列车分别对应的当前子客流量，根据各所述当前子客流量与所述当前总客流量计算得到各列车对应的承载权重值。
34.其中，第种类型第列的轨道交通列车对应的承载权重值表示为，在轨道交通区间内的所有列车的平均承载权重值表示为，最大的承载权重值表示为。
35.与此同时，当前列车对应的过载负荷比范围表示为，其中，表示过载
负荷临界值，表示过载负荷最大值。
36.s202，根据各个所述承载权重值计算得到平均承载权重值，并根据最大的承载权重值与所述平均承载权重值计算得到最大权重差值比。
37.最大权重差值比表示为；对各类型列车的客流运输进行调度调节包括在同类型列车之间进行调度以及在不同类型列车之间进行调度。
38.s203，当判断到所述当前总承载率大于预设总承载率阈值，且所述最大权重差值比超出当前列车对应的过载负荷比范围，则对各类型列车的客流运输进行调度调节。
39.一方面，在同类型列车之间进行调度的方法包括如下步骤：s2031a、获取在轨道交通区间内第种类型中第列的列车对应的承载权重值，并计算得到第种类型的所有列车对应的平均承载权重值。
40.s2031b、根据第种类型中第列列车对应的承载权重值与第种类型的所有列车对应的平均承载权重值，计算得到第列的列车对应的第一承载权重差值。
41.s2031c、将所述第一承载权重差值与在轨道交通区间内的第种轨道交通列车对应的当前子客流量相乘，以得到对应的第一差额客流调度人数，并根据所述第一差额客流调度人数进行调度。
42.另一方面，在不同类型列车之间调度的方法包括如下步骤：s2032a、确定在轨道交通区间内第种类型的所有列车对应的承载权重值，并计算得到轨道交通区间内所有类型所有列车对应的平均承载权重值 。
43.s2032b、根据轨道交通区间内第种类型的所有列车对应的承载权重值与轨道交通区间内所有类型所有列车对应的平均承载权重值 ，计算得到第种类型的所有列车对应的第二承载权重差值。
44.s2032c、根据所述第二承载权重差值、所述当前总客流量以及在轨道交通区间内调度产生的票价补贴预算额计算得到第二差额客流调度人数，并根据所述第二差额客流调度人数进行调度。
45.在本实施例中，上述第二差额客流调度人数的表达式为：
其中，表示在轨道交通区间内种不同类型的列车之间进行换乘时单个站点区间之间票价差额，表示在轨道交通区间内种不同类型的列车之间换乘时对应的站点区间数量，轨道交通列车类型包括三种，表示从第一类型轨道交通列车换乘为第二类型轨道交通列车，表示从第二类型轨道交通列车换乘为第三类型轨道交通列车，表示从第三类型轨道交通列车换乘为第一类型轨道交通列车。
46.其中，在本实施例中，第一类型轨道交通列车包括地铁、轻轨和/或有轨电车；第二类型轨道交通列车包括市域铁路、市郊铁路和/或普速铁路；第三类型轨道交通列车包括城际铁路和/或高速铁路。
47.可以理解的，通过本发明第二实施例提出的方法，可更好地实现区域多制式轨道交通区间内的列车实现合理调节，从而更好地缓解拥挤问题。
48.实施例三：请参阅图3，本发明第三实施例提出一种区域多制式轨道交通区间拥挤系数计算系统，其中，所述系统包括：第一计算模块，用于：获取轨道交通区间内的当前总客流量，以及轨道交通区间内所包含的各类型列车的理论总承载量，根据所述当前总客流量及所述理论总承载量计算得到当前总承载率；第二计算模块，用于：根据所述当前总承载率以及在轨道交通区间内的旅客平均停留时间计算得到当前总拥挤系数；信息获取模块，用于：获取在轨道交通区间内各类型列车在所有站点的预承载总客流人数以及总到站客流人数；动态预测模块，用于：根据所述当前总拥挤系数构建得到总拥挤系数的目标函数，并将所述预承载总客流人数以及所述总到站客流人数输入至所述总拥挤系数的目标函数中进行计算迭代，以得到动态预测后的总拥挤系数。
49.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、
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示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。