城市軌道交通客流密集度指數(shù)計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬城市軌道交通領(lǐng)域，尤其涉及一種評(píng)價(jià)城市軌道交通客流擁堵指數(shù)的計(jì) 算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，道路交通擁堵指數(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外很多城市進(jìn)行 道路交通管理的重要手段，并在政府決策、行業(yè)管理中發(fā)揮越來(lái)越重要的角色。北京、上海、 深圳等城市研宄了不同定義、不同算法的道路交通擁堵指數(shù)，發(fā)布后取得了良好的效果。而 反映城市軌道交通擁擠程度通常采用密集度的概念，國(guó)內(nèi)外在這方面還未有很成熟的成果 體系，城市軌道交通的密集度指數(shù)方面的研宄還不多。
[0003] 我國(guó)城市軌道交通發(fā)展經(jīng)過(guò)前期的大發(fā)展后，有些城市已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化階段，有 些線路擁堵不堪，一些主要問(wèn)題也逐步顯現(xiàn)，大客流沖擊給運(yùn)營(yíng)管理、安全防范、應(yīng)急處置 所帶來(lái)的問(wèn)題日益突顯。目前缺乏對(duì)于地鐵運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下客流擁擠狀態(tài)的精確把握和實(shí)時(shí) 界定，缺失應(yīng)用于城市軌道交通客流運(yùn)營(yíng)組織情況的監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急措施的評(píng)價(jià)及決策支 持，繼而引發(fā)安全和效率問(wèn)題。政府、運(yùn)營(yíng)管理企業(yè)及公眾均對(duì)動(dòng)態(tài)獲取線路擁擠狀態(tài)非常 迫切。增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)化條件下的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力，已成為支撐城市軌道交通運(yùn)營(yíng)組織和突發(fā) 事件下的客流應(yīng)急疏散的重要手段，對(duì)于保障地鐵安全運(yùn)營(yíng)有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004] 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，北京市城市軌道交通高峰期很多區(qū)間的滿載率達(dá)到1. 2以上，甚至 有個(gè)別線路達(dá)到1. 3以上，客流壓力較大。目前，面對(duì)大客流的沖擊，如何加強(qiáng)對(duì)突發(fā)大客 流的監(jiān)控及快速疏散能力，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)大客流的決策能力，提升對(duì)于整個(gè)線網(wǎng)的客流運(yùn) 營(yíng)狀態(tài)的把控水平是防止突發(fā)事件引起整個(gè)城市軌道交通癱瘓乃至演變成社會(huì)危機(jī)所面 臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，是線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)必須解決的難題。目前還缺乏一種運(yùn)營(yíng)安全和管理的宏觀評(píng)價(jià) 和分析方法，擁擠度指數(shù)成為適應(yīng)這種發(fā)展需求的趨勢(shì)。城市軌道交通客流密集度指數(shù)可 為地鐵安全運(yùn)營(yíng)預(yù)警及應(yīng)急處置決策提供依據(jù)；有利于政府層面的應(yīng)急管理及決策；同時(shí) 能提高地鐵客流安全管理和服務(wù)水平，改善地鐵運(yùn)營(yíng)效率，為有效進(jìn)行客流組織及合理安 排行車(chē)計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐。城市軌道交通客流密集指數(shù)信息的發(fā)布，可有效保障乘客安全、 便捷出行，充分發(fā)揮軌道網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種城市軌道交通密 集度指數(shù)的計(jì)算方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0007] -種城市軌道交通客流密集度指數(shù)的計(jì)算方法，步驟為：
[0008] 先以各個(gè)車(chē)站為點(diǎn)，計(jì)算車(chē)站客流密集度指數(shù)：對(duì)影響車(chē)站客流密集度指數(shù)的關(guān) 鍵區(qū)域的客流密度因素，采用不同時(shí)間段的各關(guān)鍵區(qū)域客流量占總客流量的比值作為權(quán) 重，并設(shè)定權(quán)重閾值，以大于該閾值的客流監(jiān)測(cè)設(shè)備的加權(quán)與全部客流監(jiān)測(cè)設(shè)備加權(quán)的比 值得到車(chē)站客流密集度指數(shù)；
[0009] 再以車(chē)站所在的線路為線，計(jì)算線路客流密集度指數(shù)：采用車(chē)站的權(quán)重和區(qū)間的 權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和得到線路客流密集度指數(shù)；車(chē)站的權(quán)重為該線路上所有大于設(shè)定權(quán)重閾 值的車(chē)站的加權(quán)和與所有車(chē)站加權(quán)和的比值，區(qū)間部分為該區(qū)間的滿載率的平均值即區(qū)間 平均滿載率；這里的區(qū)間是指線路上的兩個(gè)車(chē)站之間的部分線路；
[0010] 最后以各個(gè)線路構(gòu)成的城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)為面，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)：由 各線路客流密集度指數(shù)加權(quán)得到，該權(quán)重為線路客運(yùn)量與網(wǎng)絡(luò)客運(yùn)量的比值。
[0011] 所述影響車(chē)站客流密集度指數(shù)的關(guān)鍵區(qū)域包括車(chē)站的出入口、車(chē)站的通道、站臺(tái) 以及所有被規(guī)定的區(qū)域。
[0012] 車(chē)站客流密集度指數(shù)、線路客流密集度指數(shù)和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)計(jì)算中的權(quán)重 都具有動(dòng)態(tài)的更新機(jī)制。
[0013] 具體來(lái)說(shuō)，本方法包括步驟：
[0014] a)先將城市軌道交通車(chē)站客流監(jiān)測(cè)設(shè)備得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得 出基本時(shí)間粒度下車(chē)站密集度指數(shù)：
[0015] a_l)由公式（1)，將車(chē)站各關(guān)鍵區(qū)域的客流密度P換算成擁擠程度it，利用車(chē)站 關(guān)鍵區(qū)域的客流密度P與各關(guān)鍵區(qū)域服務(wù)水平分級(jí)對(duì)應(yīng)后，得出車(chē)站內(nèi)各關(guān)鍵區(qū)域的擁 擠程度值；
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種城市軌道交通客流密集度指數(shù)的計(jì)算方法，其特征是 先以各個(gè)車(chē)站為點(diǎn)，計(jì)算車(chē)站客流密集度指數(shù)：對(duì)影響車(chē)站客流密集度指數(shù)的關(guān)鍵區(qū) 域的客流密度因素，采用不同時(shí)間段的各關(guān)鍵區(qū)域客流量占總客流量的比值作為權(quán)重，并 設(shè)定權(quán)重閾值，以大于該閾值的客流監(jiān)測(cè)設(shè)備的加權(quán)與全部客流監(jiān)測(cè)設(shè)備加權(quán)的比值得到 車(chē)站客流密集度指數(shù)； 再以車(chē)站所在的線路為線，計(jì)算線路客流密集度指數(shù)：采用車(chē)站的權(quán)重和區(qū)間的權(quán)重 進(jìn)行加權(quán)求和得到線路客流密集度指數(shù)；車(chē)站的權(quán)重為該線路上所有大于設(shè)定權(quán)重閾值的 車(chē)站的加權(quán)和與所有車(chē)站加權(quán)和的比值，區(qū)間部分為該區(qū)間的滿載率的平均值即區(qū)間平均 滿載率；這里的區(qū)間是指線路上的兩個(gè)車(chē)站之間的部分線路； 最后以各個(gè)線路構(gòu)成的城市軌道交通的網(wǎng)絡(luò)為面，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)：由各線 路客流密集度指數(shù)加權(quán)得到，該權(quán)重為線路客運(yùn)量與網(wǎng)絡(luò)客運(yùn)量的比值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述城市軌道交通客流密集度指數(shù)的計(jì)算方法，其特征是所述影 響車(chē)站客流密集度指數(shù)的關(guān)鍵區(qū)域包括車(chē)站的出入口、車(chē)站的通道、站臺(tái)以及所有被規(guī)定 的區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述城市軌道交通客流密集度指數(shù)的計(jì)算方法，其特征是車(chē)站客 流密集度指數(shù)、線路客流密集度指數(shù)和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)計(jì)算中的權(quán)重都具有動(dòng)態(tài)的更 新機(jī)制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述城市軌道交通客流密集度指數(shù)的計(jì)算方法，其特征是包括步 驟： a)先將城市軌道交通車(chē)站客流監(jiān)測(cè)設(shè)備得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得出基 本時(shí)間粒度下車(chē)站密集度指數(shù)： a-Ι)由公式（1)，將車(chē)站各關(guān)鍵區(qū)域的客流密度P換算成擁擠程度Φ，利用車(chē)站關(guān)鍵 區(qū)域的客流密度P與各關(guān)鍵區(qū)域服務(wù)水平分級(jí)對(duì)應(yīng)后，得出車(chē)站內(nèi)各關(guān)鍵區(qū)域的擁擠程 度值； 式（1)中，
i表示某區(qū)域的客流監(jiān)測(cè)設(shè)備編號(hào)；j表示車(chē)站關(guān)鍵區(qū)域，j包括車(chē)站的出入口、通道、 站臺(tái)以及所有被規(guī)定的區(qū)域； Φ Mg和分別表示車(chē)站關(guān)鍵區(qū)域的擁擠程度的i限和下限； Φ i表示客流檢測(cè)設(shè)備i監(jiān)測(cè)范圍的擁擠程度值； P M和P ?分別表示客流密度值在分級(jí)水平里對(duì)應(yīng)的i限和下限； P j表示關(guān)鍵區(qū)域j的客流密度值； a_2)再將基本時(shí)間粒度下車(chē)站密集度指數(shù)作為輸入，計(jì)算得到短時(shí)車(chē)站客流密集度指 數(shù)： 根據(jù)不同關(guān)鍵區(qū)域的擁擠程度閾值以及設(shè)備和關(guān)鍵區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不同設(shè)施設(shè) 備的權(quán)重α，通過(guò)公式（2)計(jì)算出短時(shí)車(chē)站客流密集度指數(shù)尸》; 式⑵中：
<表示關(guān)鍵區(qū)域j的客流檢測(cè)設(shè)備i監(jiān)測(cè)范圍的擁擠程度值； K表示關(guān)鍵區(qū)域j的擁擠程度閾值； ?/表示關(guān)鍵區(qū)域j的客流檢測(cè)設(shè)備i的權(quán)重，該權(quán)重是由該設(shè)備檢測(cè)范圍內(nèi)的流量V， 占該關(guān)鍵區(qū)域j內(nèi)的所有設(shè)備范圍內(nèi)的客流量的比例得出； W用來(lái)表示關(guān)鍵區(qū)域j的客流檢測(cè)設(shè)備i監(jiān)測(cè)范圍的擁擠程度值大于關(guān)鍵區(qū)域j 的擁擠程度閾值時(shí)候的值用于公式（2)的計(jì)算統(tǒng)計(jì)； b)將短時(shí)車(chē)站客流平均密集度指數(shù)和短時(shí)區(qū)間滿載率作為輸入，計(jì)算得出短時(shí)線路客 流密集度指數(shù)：
b-Ι)首先計(jì)算短時(shí)區(qū)間滿載率/嚴(yán)：由公式（3)選擇區(qū)間上下行的平均滿載率作為短 時(shí)區(qū)間滿載率； 式⑶中， 庠m為線路1上的區(qū)間m的斷面滿載率，k表示上行或者下行； M為線路上車(chē)站個(gè)數(shù)； 皮為線路1上的區(qū)間滿載率歸一化參數(shù)； b-2)再將短時(shí)車(chē)站客流密集度指數(shù)和車(chē)站的權(quán)重，以及車(chē)站客流密集度指數(shù)閾值 爐f 11作為輸入，根據(jù)公式（4)計(jì)算短時(shí)車(chē)站客流平均密集度指數(shù)值；
(4) 式⑷中， °表示線路1上的車(chē)站密集度指數(shù)的閾值； "表示線路1的車(chē)站η的密集度指數(shù)； <表示線路1上車(chē)站η的權(quán)重，該權(quán)重是按照車(chē)站η的進(jìn)站量和所在線路1的進(jìn)線量 的比值確定車(chē)站； 11用來(lái)表示線路1的車(chē)站j的密集度指數(shù)大于線路1上的車(chē)站密集度指數(shù) 的閾值時(shí)候的值用于公式（4)的計(jì)算統(tǒng)計(jì)； b_3)最后將短時(shí)車(chē)站客流平均密集度指數(shù)與短時(shí)區(qū)間客流密集度指數(shù)作為輸入，由公 式（5)計(jì)算得出短時(shí)線路客流密集度指數(shù)；
(5) 式（5)中，λ表示區(qū)間的權(quán)重，λ〈1 ; c) 將軌道交通網(wǎng)絡(luò)中各條線路的短時(shí)線路客流密集度指數(shù)作為輸入，計(jì)算出短時(shí)網(wǎng)絡(luò) 客流密集度指數(shù)： 將短時(shí)線路客流密集度指數(shù)和相應(yīng)線路的權(quán)重作為輸入，根據(jù)公式（6)計(jì)算得到短時(shí) 網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)，該權(quán)重由式（7)計(jì)算得到；
(6) (7) 式（6)、（7)中， 丫1表示線路1的權(quán)重，該權(quán)重是按照線路1的客運(yùn)量P1占全網(wǎng)客運(yùn)量的比例計(jì)算得 到；式中為線路1的短時(shí)線路客流密集度指數(shù)； d) 將短時(shí)車(chē)站客流密集度指數(shù)、短時(shí)線路客流密集度指數(shù)和短時(shí)網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù) 作為輸入，分別計(jì)算其它時(shí)間粒度車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)密集度指數(shù)； 小時(shí)車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)是分別由短時(shí)車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指 數(shù)取平均值得出； 全日車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)是分別由車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)早高峰2小時(shí)和晚 高峰2小時(shí)的客流密集度指數(shù)取平均值得出； 周車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)是分別由本周工作日的車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密 集度指數(shù)的平均值得出； 月車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)是分別由該月工作日的車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密 集度指數(shù)取平均值得出； 年車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)的密集度指數(shù)是分別由月車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)客流密集度指數(shù)取平 均值計(jì)算得出。
【專(zhuān)利摘要】一種城市軌道交通客流密集度指數(shù)的計(jì)算方法，該算法通過(guò)從點(diǎn)、線、面三個(gè)層級(jí)構(gòu)建了不同時(shí)間粒度的車(chē)站、線路、網(wǎng)絡(luò)密集度指數(shù)計(jì)算方法。車(chē)站密集度指數(shù)模型綜合考慮了影響車(chē)站密集度指數(shù)的關(guān)鍵區(qū)域的密度因素，采用不同時(shí)間段的各區(qū)域客流量占總客流量的比值作為權(quán)重，設(shè)定合理的閾值，以大于閾值的管理對(duì)象的加權(quán)與全部管理對(duì)象加權(quán)的比值得到車(chē)站密集度指數(shù)模型；線路級(jí)的密集度指數(shù)模型綜合考慮了車(chē)站和區(qū)間的影響，采用車(chē)站和區(qū)間不同的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和得出，車(chē)站部分為該線路上所有大于設(shè)定閾值的車(chē)站的加權(quán)和與所有車(chē)站加權(quán)和的比值，區(qū)間部分為該線路上區(qū)間滿載率的平均值；網(wǎng)絡(luò)級(jí)的密集度指數(shù)計(jì)算模型由各線路的密集度指數(shù)加權(quán)得到，權(quán)重為線路客運(yùn)量與網(wǎng)絡(luò)客運(yùn)量的比值。本發(fā)明方法能真實(shí)的反映城市軌道交通車(chē)站、線路和網(wǎng)絡(luò)的擁擠狀況。
【IPC分類(lèi)】G06F19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104765974
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510201405
【發(fā)明人】魏運(yùn), 楊秀仁, 李得偉, 田青, 高國(guó)飛, 鄭宣傳
【申請(qǐng)人】北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日