一种地铁站客流微观统计与调度方法
一种地铁站客流微观统计与调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地铁客流调度领域，具体涉及一种地铁站客流微观统计与调度方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市交通需求的增长，国内几座大城市如北京、上海、广州等的城市轨道交通 网络已初步建成，乘客在城市轨道交通车站站台上，聚集拥堵状况趋于严重，尤其是一些客 流量较大的车站站台，比如换乘站，高峰时段由于客流集中引入，站台拥堵状况表现的更加 突出。如果客流得不到及时疏散，就会使地铁的运营效率收到严重的影响，导致乘客难以顺 利的上下车，并带来安全隐患等一系列问题。
[0003] 国内外对于轨道交通乘客的交通特性的研究尚处于起步阶段，城市轨道交通发展 到一定程度时，如何提高乘客的乘车效率，减少拥堵，提高乘客的舒适度，缩短列车的运行 间隔成为关键因素。因此，这套方法基于国内无障碍换乘，通过研究地铁站的客流实时现 状，提出的在一整套模型基础上计算实时客流方法。
[0004] 我们需要解决的不仅仅是轨道交通基础设施建设问题，有效的运营管理是充分发 挥轨道交通系统优势的重要保障，如何充分有效的分析现有数据，估算出实时的客流量，进 而进行正确的分流，是目前乃至今后一段时间迫切解决的问题。
[0005] 微观动态地铁客流实时计算方法，即短时的地铁客流的统计方法，此发明对于车 站运行调度和管理具有重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种地铁站客流微观统计与调度方法，从而为交通客流统计 与调度提供客依据，本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0007] -种地铁站客流微观统计与调度方法，包括以下步骤：
[0008] S1 :建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QAFC的模型，并根据模型制定调度 策略，包括：
[0009] 计算时间段T内，第i个进站检票的进站人数Qn，以及第j个出站检票口出站人 数Q w，统计不同时段T的地铁站客流的流动方向；
[0010] 建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QArc的计算模型，设定高峰期、平常 期、低谷期的人数范围，确定时间段T为高峰期时段、平常期时段或低谷期时段；
[0011] 设定高峰期时段、平常期时段、低谷期时段的进出站口开放数量，并按照 量从高到低选择开放的进出站口；分别设置Qn、Qa]的阈值，在Q "、Qw数量均超过阈值的区 域，设置双向检票口，缓解各个时段、各个方向的客流压力；
[0012] S2 :建立自动扶梯、人行楼梯的动态运动模型，并根据模型制定调度策略，包括：
[0013] 根据Qn、Q。,获取时间段T内自动扶梯、人行楼梯需运送的客流人数；
[0014] 建立时间段T内自动扶梯、人行楼梯的运送客流Qgs模型，其中，自动扶梯所输送 的上下客流量为Q D、人行楼梯所输送的上下客流量为QM;QDU为单个自动楼梯的上行输送能 力，QDD为自动楼梯的下行输送能力；
[0015] 设定高峰状态、平常状态、低谷状态下的自动扶梯、人行楼梯开放数量与自动扶梯 的运行速度；
[0016] 根据Qn、QQj以及〇_模型确定自动扶梯运行、人行楼梯以高峰状态、平常状态或 低谷状态运行；
[0017] S3 :建立站厅内动态候车人数模型，并根据模型制定调度策略，包括：
[0018] 根据站厅基础设施建设条件计算站厅候车区域客流量阈值，所述阈值根据其 中的参数乘客密度系数a取值不同分为拥挤、正常、稀疏状态，a多1. 25为拥挤状态；0. 85 < a < L 25为正常状态；a 85为稀疏状态；
[0019] 根据QpQ。,获取时间段T内站厅需承运的客流数量，确定该时段内站厅的运行状 态为拥挤、正常或稀疏；
[0020] 设置拥挤、正常或稀疏状态下的站厅的开放数量，根据Q"、Qw以及Q 模型确定 站厅拥挤、正常或稀疏状态运行；
[0021] 在不同时段T内，如拥挤状态出现频率高于60%，增加站厅数量设置；在不同时段 T内，如稀疏状态出现频率高于60%，减少站厅数量设置。
[0022] 其中：步骤S1中：
[0023] Qn、Qm根据自动检票机自动记录的进入和出站数据，QArc模型如下：
[0024]
[0025] 式中：Qafc--时间T内，自动售检票口统计的进出站的总人数；
[0026] Qn--时间T内，第i个进站检票口统计的进站人数；
[0027] Q0j--时间T内，第j个出站检票口统计的出站人数；
[0028] m--进站检票口的个数；
[0029] η--出站检票口的个数。
[0030] 其中：步骤S2中：
[0031] Qggj = Qd+Qm
[0032] 其中，Qd--自动扶梯所输送的上下客流量；
[0033] Qm--人行楼梯所输送的上下客流量；
[0034] 其中，自动扶梯所输送的上下客流量，即QD又可表示为：
[0035] Qd= N! · Qdu · ffD+N2 · Qdd · ffD；
[0036] 其中，Qdu--自动楼梯的上行输送能力；
[0037] Qdd--自动楼梯的下行输送能力；
[0038] ffD--自动扶梯的宽度；
[0039] NnN2一一分表代表整个地铁站中上行和下行扶梯的数量；
[0040] 对自动扶梯而言，由于上行和下行运行速度是一样的，即QDU= Q DD，QD可重新表示 为：Qd=n，qdu*wd;
[0041] 其中，N = Κ+Νρ代表上行和下行自动扶梯的总数量；
[0042] 人行楼梯输送的上下客流量，用以下公式来表示：
[0043] Qm= Μ ! · Qmu · Wm+M2 · Qmd · ffM；
[0044] 其中，Qmu 人行楼梯上行的客流能力；
[0045] Qmd一一人行楼梯下行的客流能力；
[0046] ffM--人行楼梯的宽度；
[0047] MnM2一一分表代表整个地铁站中上行和下行楼梯的数量；
[0048] 对于双向人行楼梯，人行楼梯输送的上下客流量，可表示为：
[0049] Qm=M双向*Q双向.W双向；
[0050] 其中，Q双向 双向人行楼梯客流能力；
[0051] Μ双向--双向人行楼梯的数量；
[0052] ffM--双向人行楼梯的宽度。
[0053] 其中：步骤S3中：
[0054] Q站厅=N · Μ · a · SAC/SP;
[0055] 式中，Q站厅--站台候车区域客流量
[0056] a--乘客密度系数；
[0057] SAC 站厅等待区的面积之和；
[0058] Sp--单个乘客个体所占的地面面积；
[0059] N一一表示该车站共有的地铁线有几条；
[0060] Μ一一表示每一条线总共含有的站台候车区有几个；
[0061] 上式中，站厅等待区的面积可通过实际的物理测量而得到；
[0062] Sp乘客个人所占的地面面积，由垂直方向上生理的最大尺寸肩宽和身体厚度及前 后左右所能承受的心里距离来决定，该值通过随机调查50个男女高矮胖瘦各不同的人来 取平均值统计得到。
[0063] 本发明所提供的一种地铁站客流微观统计与调度方法，具有以下优点：
[0064] 本发明具有直观性强、实施简单、目的性明确等优点，通过本发明的方法可以预测 每个时段的地铁系统内的进出站检票口的人数、通道及楼梯内的人数、不同站厅的候车人 数；且可以对进出站检票口、楼梯、站台等易拥挤区域进行最大客流阈值分析、预测分配，从 而为交通相关研究中提供客流规律，为基础设施建设提供数据分析和支撑。
【附图说明】
[0065] 附图1为地铁内站厅候车区分区示意图。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合附图及实施例对本发明的一种地铁站客流微观统计与调度方法进一步 详细的说明。
[0067] 本发明是通过研究一个车站内不同区域的乘客模型，进而统计出该车站的动态实 时客流情况，从而为分流和调度提供依据。乘客乘坐城市轨道交通可划分为以下几个过程： 进入车站、排队购票、刷卡进站、通过楼梯、扶梯、通道、设施到达站厅、选择合适的候乘位置 候车、上下车、出站等。通过研究数据和特性模型，了解乘客在地铁站的动态模型及乘客乘 车状况，根据研究数据及实际情况，及早做好设计及调度方案，防止出现乘客聚集、长时间 等候等问题，提高乘客乘坐轨道交通的舒适度，也避免拥堵带来的一系列不安全因素，使乘 客的出行更加安全，同时提高了轨道交通的运营效率。
[0068] 如果把地铁站看成是一个封闭空间，这个封闭空间的人的动态行为只有三种，进 出站、行走、候车。进站和出站都可由自动检票口进行电子计数，正在通道中行走的乘客可 有上下楼梯等通道来估算，而候车的乘客模型则可有站厅内的候车区域的客流来估算。。 [0069] 而在地铁实际的运营中，地铁的实时客流，主要与密集拥挤区域所容纳的客流息 息相关，最重要的密集区域有自动检票机进出站口、上下楼梯、候车区域（站厅等候区 ）。因 此，本发明重点研究这三个区域分别所能容纳的客流量，进而估计分析出不同区域的最大 客流阈值，并给出分流调度管理的规律和依据。
[0070] 地铁自动检票机是所有乘客进出站的必经之地，乘客从进入车站口、通过楼梯或 自动扶梯到达进站闸机、排队购票后，都要经自动检票口刷卡进站。根据自动检票机自动记 录的数据，就可以获取到T时间段内的进站人数，从而得到新增乘客生成的客流量模型。
[0071] 自动扶梯和人行楼梯作为站厅和站厅的纽带，对地铁客流的输送起着重要的作 用，也是客流通行中最容易拥堵的区域。因此，通道宽度、楼梯、扶梯长度宽度等都会影响客 流的疏散和进出站的客流动态变化。所以我们以楼梯区域作为研究对象，根据客流在地铁 站的动态运动以及楼梯、扶梯的物理结构特性，从而估计出上下楼梯区域的乘客进出站动 态客流模型。
[0072] 地铁站厅是乘客上下车的低点，进入车站的的乘客，最终都会聚集在站厅、站厅、 过道等候车区域候车，聚集的乘客数量随着时间的推移而增多，因此，站厅区域候车的人员 密度和站厅结构、面积都影响着客流量。所以，本论文通过研究乘客个人所占的面积区域、 站厅面积、乘客行走速度、进出站动态变化等因素，估算出站厅内动态候车人数模型。
[0073] 以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过 程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0074] 本发明是以1C卡智能取数、人工长期观察选择为基础，记录的时间间隔用T表示， T初步设置为15分钟，可视为短时的客流量，也即为一种微观动态的客流实时计算方法。具 体的实施方式如下：
[0075] (1)自动售检票系统生成的客流模型
[0076] 地铁自动检票机是所有乘客进出站的必经之地，根据自动检票机自动记录的进入 和出站数据，就可以获取到T时间段内的进出站人数，从而得到进出站的客流量模型。方法 如下：
[0077]
[0078] 式中：Qafc--时间T内，自动售检票口统计的进出站的总人数
[0079] Qn--时间T内，第i个进站检票口统计的进站人数
[0080] Q0j--时间T内，第j个出站检票口统计的出站人数
[0081] m--进站检票口的个数
[0082] η--出站检票口的个数
[0083] 上式中，m, η的值都可以根据具体的地铁站实际的计算出来，Q"，QQj都可以通过 AFC系统实际的读取出具体的值。
[0084] 调度方法按如下进行：建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QAFC的模型，并 根据模型制定调度策略，包括：
[0085] 计算时间段T内，第i个进站检票的进站人数Qn，以及第j个出站检票口出站人 数Q w，统计不同时段T的地铁站客流的流动方向；
[0086] 建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QArc的计算模型，设定高峰期、平常 期、低谷期的人数范围，确定时间段T为高峰期时段、平常期时段或低谷期时段；
[0087] 设定高峰期时段、平常期时段、低谷期时段的进出站口开放数量，并按照Qn、Q。# 量从高到低选择开放的进出站口；分别设置Qn、Qa]的阈值，在Q "、Qw数量均超过阈值的区 域，设置双向检票口，缓解各个时段、各个方向的客流压力；
[0088] 以某地铁站为例，实测该地铁站共有A、B、C三条地铁线，共有东西两个进出站口， 进检票口有6个，出检票口为5个，本发明通过AFC计数采集了某工作日乘客选择地铁的高 峰期及平峰期，时间为15分钟内的AFC的取数情况。
[0089] 表1:某地铁站15分钟内进出站检票口取数情况
[0090]
[0091] 在地铁设计规范中，自动检票口的最大同行能力为30人/min,从表1可以看出， 基本上工作日的高峰期地铁的压力较大，也是比较拥挤的时段，早高峰出站口和晚高峰进 站口每一检票口平均通行能力为36~40人/min,其他时间乘客比较分散，地铁相对压力 较小，基本上不会出现拥挤状态。我们从表格中看出早高峰期出站口呈现拥挤状态，相对的 晚高峰期入站口呈现拥挤状态，乘客的流动方向大体为早上从此车站下车，晚上从此车站 上车，而此车站正是设置在办公区域。所以，为了缓解高峰期的地铁压力，可以根据乘客的 流动方向规律，在不同的时段开放不同数目的进出站口，甚至多增加一些双向检票口，早高 峰多开出站检票口数目，晚高峰多设立进站检票口数目，从而缓解各个方向各个时段的客 流压力。
[0092] 因此，此模型，地铁站不仅可以估算出每个时段的进出站检票口客流数，还可以估 算出不同时段的客流流动方向规律，从而灵活的根据时间段来增加或减少进出站检票口的 开放数目，最终达到缓解进出站的客流压力，为乘客带来舒适便利的良好体验。
[0093] (2)扶梯、楼梯的动态运动模型
[0094] 同一时间T内，除了刚刚进入车站、出站、站厅候车的乘客、还有很多乘客包括换 乘的乘客都是在通过自由通道、楼梯或扶梯的过程中，因此，根据车站的物理结构，例如通 道宽度、电梯、扶梯长度宽度及个数等获取乘客在站内的进出站动态运动模型。由于人行 扶梯和自动扶梯的速度和载客量不同，并且两种电梯都会存在上行和下行的情况，因此，运 动中的乘客模型可表示为：
[0095] Q 运动=Qd+Qm (式 1-2)
[0096] (1-2)式中，Qd--自动扶梯所输送的上下客流量
[0097] Qm--人行楼梯所输送的上下客流量
[0098] 其中，自动扶梯所输送的上下客流量，即QD又可表示为：
[0099] Qd= N J · Qdu · ffD+N2 · Qdd · ffD (式 1-3)
[0100] (1-3)式中，Qdu--自动楼梯的上行输送能力
[0101] Qdd一一自动楼梯的下行输送能力
[0102] ffD--自动扶梯的宽度
[0103] NnN2 一一分表代表整个地铁站中上行和下行扶梯的数量
[0104] 对自动扶梯而言，由于上行和下行运行速度是一样的，即QDU= QDD，因此式（1-3) 可重新表示为：
[0105] Qd= N · Q DU · ffD (式 1-4)
[0106] 式（1-4)中，N = Ni+N；；，代表上行和下行自动扶梯的总数量。
[0107] 因此，根据实际地铁站设置的自动扶梯的运行速度以及地铁站实际设置的自动扶 梯的数量和宽度，按照式（1-4)就可以实时估算出T时刻的自动扶梯的客流量。
[0108] 同样的计算原理，人行楼梯输送的上下客流量，可用以下公式来表示：
[0109] Qm= Μ! · Qmu · Wm+M2 · Qmd · ffM (式 1-5)
[0110] 式（1_5)中，Qmu--人行楼梯上行的客流能力
[0111] Qmd一一人行楼梯下行的客流能力
[0112] ffM--人行楼梯的宽度
[0113] MnM2 一一分表代表整个地铁站中上行和下行楼梯的数量
[0114] 对于双向人行楼梯，人行楼梯输送的上下客流量，可表示为：
[0115] QM= Μ双向· Q双向· W双向（式1-6)
[0116] 式（1-6)中，--双向人行楼梯客流能力
[0117] --双向人行楼梯的数量
[0118] ffM--双向人行楼梯的宽度
[0119] 其调度方法按如下进行：根据Q"、Q。,获取时间段T内自动扶梯、人行楼梯需运送 的客流人数；
[0120] 建立时间段T内自动扶梯、人行楼梯的运送客流Qgs模型，其中，自动扶梯所输送 的上下客流量为Q D、人行楼梯所输送的上下客流量为QM;QDU为单个自动楼梯的上行输送能 力，Q DD为自动楼梯的下行输送能力；
[0121] 设定高峰状态、平常状态、低谷状态下的自动扶梯、人行楼梯开放数量与自动扶梯 的运行速度；
[0122] 根据Qn、以及模型确定自动扶梯运行、人行楼梯以高峰状态、平常状态或 低谷状态运行；
[0123] 在地铁设计规范中，对于自动扶梯，一般宽度^为lm，倾斜角度30°，运行速度一 般为〇· 65m/s或0· 5m/s,通过能力为每分钟160~135人，人行楼梯的上行通过能力为单 位宽度每分钟60人左右，下行的通过能力相对较高一些，可通过实际的人工观察和地铁工 作人员经验而得，双向楼梯的通行能力为每分钟55左右。
[0124] 仍然以上述车站为例，该地铁站人行楼梯和自动扶梯的参数设置情况如下：
[0125] 表2:扶梯参数设置情况
[0126]
[0127] 从表2看出，单个自动扶梯的最大输送能力为135人/min，单个人行楼梯的最 大输送能力为127人/min，而通过进出站检票口计数统计，早高峰和晚高峰阶段进出的 乘客为400人/min左右，因此，在楼梯或扶梯区域会出现乘客拥挤排队的情况。并且根 据公式（1-4) (1-6)可以算出该地铁站楼梯输送客流量情况为：QD~270/min，QM~254/ min, Qafc^ 524
[0128] 因此，通过式（1-2)，可以估算出实时的楼梯输送客流能力，也可得出自动扶梯和 楼梯的最大输送客流量 ，可以从而为计算楼梯的输送能力的最大阈值提供参考依据。当突 发性的出现拥挤时，可以通过调整自动扶梯的运行速度，增加自动扶梯的输送能力来及时 分流，统计观察长期处于拥挤状态时，可通过基础设施改造，适当增加自动扶梯或楼梯的数 量及宽度来解决拥挤问题。
[0129] (3)站厅内动态候车人数模型
[0130] 地铁站厅是乘客上下车的地点，在站厅区域为了保证乘客按秩序上下车一般都划 分了乘客等候区域和下车通道。如图1，按正常秩序排队上车的过程中，A和C区为等待上 车的乘客区域，B区为下车乘客行走的通道，一般来讲，候车区域是满员的，具体的人数可由 乘客的密度系数a这样一个稀疏因子来描述，如图1所示。图1中，每一个椭圆的面积代表 乘客所占的地面面积。因此，站厅内的候车人数可通过A和C区的容纳客流来计算，本发 明通过研究乘客个人所占的面积区域、站厅面积、乘客密度稀疏等因素，估算出站厅内动态 候车人数模型。
[0131] Q站台=N · Μ · a · SAC/SP (式 1-7)
[0132] 式中，--站厅候车区域客流量
[0133] a--乘客密度系数
[0134] SAC--A区与C区等待区的面积之和
[0135] Sp--单个乘客个体所占的地面面积
[0136] N一一表示该车站共有的地铁线有几条
[0137] Μ一一表示每一条线总共含有的站厅候车区有几个
[0138] 上式中，Α和C等待区的面积可通过实际的物理测量而得到；
[0139] N，Μ可以根据具体的车站而定；
[0140] Sp乘客个人所占的地面面积，由垂直方向上生理的最大尺寸肩宽和身体厚度及前 后左右所能承受的心里距离来决定，该值通过随机调查50个男女高矮胖瘦各不同的人来 取平均值统计得到，结果如表3所示；
[0141] 表3:50位乘客个体所占面积平均统计值
[0142]
[0143] a乘客密度系数，会随着乘客排队队形、拥挤的稀疏程度、行李的大小发生变化，因 此在计算候车站厅所容纳的客流，需要引入密度系数因子a进行修正，根据站厅基础设施 建设条件计算站厅候车区域客流量阈值，所述阈值根据其中的参数乘客密度系数a取 值不同分为拥挤、正常、稀疏状态，a多1. 25为拥挤状态；0. 85 < a < 1. 25为正常状态； a < 0. 85为稀疏状态；
[0144] 根据QmQ。.,获取时间段T内站厅需承运的客流数量，确定该时段内站厅的运行状 态为拥挤、正常或稀疏；
[0145] 设置拥挤、正常或稀疏状态下的站厅的开放数量，根据Qn、Q。,以及Q 模型确定 站厅拥挤、正常或稀疏状态运行；
[0146] 在不同时段T内，如拥挤状态出现频率高于60%，增加站厅数量设置；在不同时段 T内，如稀疏状态出现频率高于60%，减少站厅数量设置。
[0147] 因此，该候车厅内的候车人数公式模型，不仅可以实时的估算候车厅的客流量，也 可以给出最大候车人数的预警值，从而为地铁候车厅人数最大预警提供依据，地铁站可根 据的此模型统计出每天每个时段的候车人数，以月为单位，既可统计分析出每天高峰期站 厅候车客流实际情况，来相应增加车厢或站厅的面积、数目，方便及时的疏散乘客，为乘客 安全做保障。
[0148] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领 域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：包括以下步骤： 51 :建立时间段T内进出自动售检票口的总人数Qafc的模型，并根据模型制定调度策 略，包括： 计算时间段T内，第i个进站检票的进站人数Q11,以及第j个出站检票口出站人数Q。,， 统计不同时段T的地铁站客流的流动方向； 建立时间段T内进出自动售检票口的总人数Qafc的计算模型，设定高峰期、平常期、低 谷期的人数范围，确定时间段T为高峰期时段、平常期时段或低谷期时段； 设定高峰期时段、平常期时段、低谷期时段的进出站口开放数量，并按照Q"、Q。#量从 高到低选择开放的进出站口；分别设置Q"、Qa]的阈值，在9"、(^数量均超过阈值的区域，设 置双向检票口，缓解各个时段、各个方向的客流压力； 52 :建立自动扶梯、人行楼梯的动态运动模型，并根据模型制定调度策略，包括： 根据Q"、Qw获取时间段T内自动扶梯、人行楼梯需运送的客流人数； 建立时间段T内自动扶梯、人行楼梯的运送客流Qga模型，其中，自动扶梯所输送的上 下客流量为QD、人行楼梯所输送的上下客流量为QM;QDU为单个自动楼梯的上行输送能力， Qdd为自动楼梯的下行输送能力； 设定高峰状态、平常状态、低谷状态下的自动扶梯、人行楼梯开放数量与自动扶梯的运 行速度； 根据Q11、Qaj以及Q 模型确定自动扶梯运行、人行楼梯以高峰状态、平常状态或低谷 状态运行； 53 :建立站厅内动态候车人数模型，并根据模型制定调度策略，包括： 根据站厅基础设施建设条件计算站厅候车区域客流量阈值Qttii，所述阈值根据其中的 参数乘客密度系数a取值不同分为拥挤、正常、稀疏状态，a多1. 25为拥挤状态；0. 85 < a < L 25为正常状态；a <0· 85为稀疏状态； 根据Q"、Qw获取时间段T内站厅需承运的客流数量，确定该时段内站厅的运行状态为 拥挤、正常或稀疏； 设置拥挤、正常或稀疏状态下的站厅的开放数量，根据Q"、Qw以及Qttii模型确定站厅 拥挤、正常或稀疏状态运行； 在不同时段T内，如拥挤状态出现频率高于60%，增加站厅数量设置；在不同时段T 内，如稀疏状态出现频率高于60 %，减少站厅数量设置。2. 根据权利要求1所述的一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：步骤Sl 中： Qn、Qw根据自动检票机自动记录的进入和出站数据，Q Arc模型如下：式中：Qafc--时间T内，自动售检票口统计的进出站的总人数； Qn--时间T内，第i个进站检票口统计的进站人数； Q0j--时间T内，第j个出站检票口统计的出站人数； m一一进站检票口的个数； η 出站检票口的个数。3. 根据权利要求1所述的一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：步骤S2 中： Q 运动=Qd+Qm 其中，Qd-一自动扶梯所输送的上下客流量； Qm一一人行楼梯所输送的上下客流量； 其中，自动扶梯所输送的上下客流量，即Qd又可表示为： Qd= N ! * Qdu * ffD+N2 · Qdd · ffD; 其中，Qdu-一自动楼梯的上行输送能力； Qdd一一自动楼梯的下行输送能力； Wd--自动扶梯的宽度； N2--分表代表整个地铁站中上行和下行扶梯的数量； 对自动扶梯而言，由于上行和下行运行速度是一样的，即Qdu= QDD，Qd可重新表示为： Qd= N · Qdu · WD; 其中，N = NJN2，代表上行和下行自动扶梯的总数量； 人行楼梯输送的上下客流量，用以下公式来表示： Qm - M i · QMLi · Wm+M2 · Qmd · Wm; 其中，Qmu 人行楼梯上行的客流能力； Qmd--人行楼梯下行的客流能力； Wm--人行楼梯的宽度； M^M2--分表代表整个地铁站中上行和下行楼梯的数量； 对于双向人行楼梯，人行楼梯输送的上下客流量，可表示为： Qm - M双向· Q双向· W双向； 其中，QsilS] 双向人行楼梯客流能力； M)?向--双向人行楼梯的数量； Wm--双向人行楼梯的宽度。4. 根据权利要求1所述的一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：步骤S3 中： Q站厅=N · M · a · SAC/SP; 式中，Qttff--站台候车区域客流量 a--乘客密度系数； Sac 站厅等待区的面积之和； Sp一一单个乘客个体所占的地面面积； N--表示该车站共有的地铁线有几条； M一一表示每一条线总共含有的站台候车区有几个； 上式中，站厅等待区的面积可通过实际的物理测量而得到； Sp乘客个人所占的地面面积，由垂直方向上生理的最大尺寸肩宽和身体厚度及前后左 右所能承受的心里距离来决定，该值通过随机调查50个男女高矮胖瘦各不同的人来取平 均值统计得到。
【专利摘要】本发明公开了一种地铁站客流微观统计与调度方法，包括建立时间段T内进出自动售检票口的总人数的模型，并根据模型制定调度策略；建立自动扶梯、人行楼梯的动态运动模型，并根据模型制定调度策略；建立站厅内动态候车人数模型，并根据模型制定调度策略。本发明具有直观性强、实施简单、目的性明确等优点，通过本发明的方法可以预测每个时段的地铁系统内的进出站检票口的人数、通道及楼梯内的人数、不同站厅的候车人数；且可以对进出站检票口、楼梯、站台等易拥挤区域进行最大客流阈值分析、预测分配，从而为交通相关研究中提供客流规律，为基础设施建设提供数据分析和支撑。
【IPC分类】G06Q50/30
【公开号】CN105488751
【申请号】CN201510321253
【发明人】范东, 甘雨鹭, 李焱, 刘彦彦
【申请人】青岛智能产业技术研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年6月12日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地铁客流调度领域，具体涉及一种地铁站客流微观统计与调度方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市交通需求的增长，国内几座大城市如北京、上海、广州等的城市轨道交通 网络已初步建成，乘客在城市轨道交通车站站台上，聚集拥堵状况趋于严重，尤其是一些客 流量较大的车站站台，比如换乘站，高峰时段由于客流集中引入，站台拥堵状况表现的更加 突出。如果客流得不到及时疏散，就会使地铁的运营效率收到严重的影响，导致乘客难以顺 利的上下车，并带来安全隐患等一系列问题。
[0003] 国内外对于轨道交通乘客的交通特性的研究尚处于起步阶段，城市轨道交通发展 到一定程度时，如何提高乘客的乘车效率，减少拥堵，提高乘客的舒适度，缩短列车的运行 间隔成为关键因素。因此，这套方法基于国内无障碍换乘，通过研究地铁站的客流实时现 状，提出的在一整套模型基础上计算实时客流方法。
[0004] 我们需要解决的不仅仅是轨道交通基础设施建设问题，有效的运营管理是充分发 挥轨道交通系统优势的重要保障，如何充分有效的分析现有数据，估算出实时的客流量，进 而进行正确的分流，是目前乃至今后一段时间迫切解决的问题。
[0005] 微观动态地铁客流实时计算方法，即短时的地铁客流的统计方法，此发明对于车 站运行调度和管理具有重要的意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种地铁站客流微观统计与调度方法，从而为交通客流统计 与调度提供客依据，本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0007] -种地铁站客流微观统计与调度方法，包括以下步骤：
[0008] S1 :建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QAFC的模型，并根据模型制定调度 策略，包括：
[0009] 计算时间段T内，第i个进站检票的进站人数Qn，以及第j个出站检票口出站人 数Q w，统计不同时段T的地铁站客流的流动方向；
[0010] 建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QArc的计算模型，设定高峰期、平常 期、低谷期的人数范围，确定时间段T为高峰期时段、平常期时段或低谷期时段；
[0011] 设定高峰期时段、平常期时段、低谷期时段的进出站口开放数量，并按照 量从高到低选择开放的进出站口；分别设置Qn、Qa]的阈值，在Q "、Qw数量均超过阈值的区 域，设置双向检票口，缓解各个时段、各个方向的客流压力；
[0012] S2 :建立自动扶梯、人行楼梯的动态运动模型，并根据模型制定调度策略，包括：
[0013] 根据Qn、Q。,获取时间段T内自动扶梯、人行楼梯需运送的客流人数；
[0014] 建立时间段T内自动扶梯、人行楼梯的运送客流Qgs模型，其中，自动扶梯所输送 的上下客流量为Q D、人行楼梯所输送的上下客流量为QM;QDU为单个自动楼梯的上行输送能 力，QDD为自动楼梯的下行输送能力；
[0015] 设定高峰状态、平常状态、低谷状态下的自动扶梯、人行楼梯开放数量与自动扶梯 的运行速度；
[0016] 根据Qn、QQj以及〇_模型确定自动扶梯运行、人行楼梯以高峰状态、平常状态或 低谷状态运行；
[0017] S3 :建立站厅内动态候车人数模型，并根据模型制定调度策略，包括：
[0018] 根据站厅基础设施建设条件计算站厅候车区域客流量阈值，所述阈值根据其 中的参数乘客密度系数a取值不同分为拥挤、正常、稀疏状态，a多1. 25为拥挤状态；0. 85 < a < L 25为正常状态；a 85为稀疏状态；
[0019] 根据QpQ。,获取时间段T内站厅需承运的客流数量，确定该时段内站厅的运行状 态为拥挤、正常或稀疏；
[0020] 设置拥挤、正常或稀疏状态下的站厅的开放数量，根据Q"、Qw以及Q 模型确定 站厅拥挤、正常或稀疏状态运行；
[0021] 在不同时段T内，如拥挤状态出现频率高于60%，增加站厅数量设置；在不同时段 T内，如稀疏状态出现频率高于60%，减少站厅数量设置。
[0022] 其中：步骤S1中：
[0023] Qn、Qm根据自动检票机自动记录的进入和出站数据，QArc模型如下：
[0024]
[0025] 式中：Qafc--时间T内，自动售检票口统计的进出站的总人数；
[0026] Qn--时间T内，第i个进站检票口统计的进站人数；
[0027] Q0j--时间T内，第j个出站检票口统计的出站人数；
[0028] m--进站检票口的个数；
[0029] η--出站检票口的个数。
[0030] 其中：步骤S2中：
[0031] Qggj = Qd+Qm
[0032] 其中，Qd--自动扶梯所输送的上下客流量；
[0033] Qm--人行楼梯所输送的上下客流量；
[0034] 其中，自动扶梯所输送的上下客流量，即QD又可表示为：
[0035] Qd= N! · Qdu · ffD+N2 · Qdd · ffD；
[0036] 其中，Qdu--自动楼梯的上行输送能力；
[0037] Qdd--自动楼梯的下行输送能力；
[0038] ffD--自动扶梯的宽度；
[0039] NnN2一一分表代表整个地铁站中上行和下行扶梯的数量；
[0040] 对自动扶梯而言，由于上行和下行运行速度是一样的，即QDU= Q DD，QD可重新表示 为：Qd=n，qdu*wd;
[0041] 其中，N = Κ+Νρ代表上行和下行自动扶梯的总数量；
[0042] 人行楼梯输送的上下客流量，用以下公式来表示：
[0043] Qm= Μ ! · Qmu · Wm+M2 · Qmd · ffM；
[0044] 其中，Qmu 人行楼梯上行的客流能力；
[0045] Qmd一一人行楼梯下行的客流能力；
[0046] ffM--人行楼梯的宽度；
[0047] MnM2一一分表代表整个地铁站中上行和下行楼梯的数量；
[0048] 对于双向人行楼梯，人行楼梯输送的上下客流量，可表示为：
[0049] Qm=M双向*Q双向.W双向；
[0050] 其中，Q双向 双向人行楼梯客流能力；
[0051] Μ双向--双向人行楼梯的数量；
[0052] ffM--双向人行楼梯的宽度。
[0053] 其中：步骤S3中：
[0054] Q站厅=N · Μ · a · SAC/SP;
[0055] 式中，Q站厅--站台候车区域客流量
[0056] a--乘客密度系数；
[0057] SAC 站厅等待区的面积之和；
[0058] Sp--单个乘客个体所占的地面面积；
[0059] N一一表示该车站共有的地铁线有几条；
[0060] Μ一一表示每一条线总共含有的站台候车区有几个；
[0061] 上式中，站厅等待区的面积可通过实际的物理测量而得到；
[0062] Sp乘客个人所占的地面面积，由垂直方向上生理的最大尺寸肩宽和身体厚度及前 后左右所能承受的心里距离来决定，该值通过随机调查50个男女高矮胖瘦各不同的人来 取平均值统计得到。
[0063] 本发明所提供的一种地铁站客流微观统计与调度方法，具有以下优点：
[0064] 本发明具有直观性强、实施简单、目的性明确等优点，通过本发明的方法可以预测 每个时段的地铁系统内的进出站检票口的人数、通道及楼梯内的人数、不同站厅的候车人 数；且可以对进出站检票口、楼梯、站台等易拥挤区域进行最大客流阈值分析、预测分配，从 而为交通相关研究中提供客流规律，为基础设施建设提供数据分析和支撑。
【附图说明】
[0065] 附图1为地铁内站厅候车区分区示意图。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合附图及实施例对本发明的一种地铁站客流微观统计与调度方法进一步 详细的说明。
[0067] 本发明是通过研究一个车站内不同区域的乘客模型，进而统计出该车站的动态实 时客流情况，从而为分流和调度提供依据。乘客乘坐城市轨道交通可划分为以下几个过程： 进入车站、排队购票、刷卡进站、通过楼梯、扶梯、通道、设施到达站厅、选择合适的候乘位置 候车、上下车、出站等。通过研究数据和特性模型，了解乘客在地铁站的动态模型及乘客乘 车状况，根据研究数据及实际情况，及早做好设计及调度方案，防止出现乘客聚集、长时间 等候等问题，提高乘客乘坐轨道交通的舒适度，也避免拥堵带来的一系列不安全因素，使乘 客的出行更加安全，同时提高了轨道交通的运营效率。
[0068] 如果把地铁站看成是一个封闭空间，这个封闭空间的人的动态行为只有三种，进 出站、行走、候车。进站和出站都可由自动检票口进行电子计数，正在通道中行走的乘客可 有上下楼梯等通道来估算，而候车的乘客模型则可有站厅内的候车区域的客流来估算。。 [0069] 而在地铁实际的运营中，地铁的实时客流，主要与密集拥挤区域所容纳的客流息 息相关，最重要的密集区域有自动检票机进出站口、上下楼梯、候车区域（站厅等候区 ）。因 此，本发明重点研究这三个区域分别所能容纳的客流量，进而估计分析出不同区域的最大 客流阈值，并给出分流调度管理的规律和依据。
[0070] 地铁自动检票机是所有乘客进出站的必经之地，乘客从进入车站口、通过楼梯或 自动扶梯到达进站闸机、排队购票后，都要经自动检票口刷卡进站。根据自动检票机自动记 录的数据，就可以获取到T时间段内的进站人数，从而得到新增乘客生成的客流量模型。
[0071] 自动扶梯和人行楼梯作为站厅和站厅的纽带，对地铁客流的输送起着重要的作 用，也是客流通行中最容易拥堵的区域。因此，通道宽度、楼梯、扶梯长度宽度等都会影响客 流的疏散和进出站的客流动态变化。所以我们以楼梯区域作为研究对象，根据客流在地铁 站的动态运动以及楼梯、扶梯的物理结构特性，从而估计出上下楼梯区域的乘客进出站动 态客流模型。
[0072] 地铁站厅是乘客上下车的低点，进入车站的的乘客，最终都会聚集在站厅、站厅、 过道等候车区域候车，聚集的乘客数量随着时间的推移而增多，因此，站厅区域候车的人员 密度和站厅结构、面积都影响着客流量。所以，本论文通过研究乘客个人所占的面积区域、 站厅面积、乘客行走速度、进出站动态变化等因素，估算出站厅内动态候车人数模型。
[0073] 以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过 程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0074] 本发明是以1C卡智能取数、人工长期观察选择为基础，记录的时间间隔用T表示， T初步设置为15分钟，可视为短时的客流量，也即为一种微观动态的客流实时计算方法。具 体的实施方式如下：
[0075] (1)自动售检票系统生成的客流模型
[0076] 地铁自动检票机是所有乘客进出站的必经之地，根据自动检票机自动记录的进入 和出站数据，就可以获取到T时间段内的进出站人数，从而得到进出站的客流量模型。方法 如下：
[0077]
[0078] 式中：Qafc--时间T内，自动售检票口统计的进出站的总人数
[0079] Qn--时间T内，第i个进站检票口统计的进站人数
[0080] Q0j--时间T内，第j个出站检票口统计的出站人数
[0081] m--进站检票口的个数
[0082] η--出站检票口的个数
[0083] 上式中，m, η的值都可以根据具体的地铁站实际的计算出来，Q"，QQj都可以通过 AFC系统实际的读取出具体的值。
[0084] 调度方法按如下进行：建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QAFC的模型，并 根据模型制定调度策略，包括：
[0085] 计算时间段T内，第i个进站检票的进站人数Qn，以及第j个出站检票口出站人 数Q w，统计不同时段T的地铁站客流的流动方向；
[0086] 建立时间段T内进出自动售检票口的总人数QArc的计算模型，设定高峰期、平常 期、低谷期的人数范围，确定时间段T为高峰期时段、平常期时段或低谷期时段；
[0087] 设定高峰期时段、平常期时段、低谷期时段的进出站口开放数量，并按照Qn、Q。# 量从高到低选择开放的进出站口；分别设置Qn、Qa]的阈值，在Q "、Qw数量均超过阈值的区 域，设置双向检票口，缓解各个时段、各个方向的客流压力；
[0088] 以某地铁站为例，实测该地铁站共有A、B、C三条地铁线，共有东西两个进出站口， 进检票口有6个，出检票口为5个，本发明通过AFC计数采集了某工作日乘客选择地铁的高 峰期及平峰期，时间为15分钟内的AFC的取数情况。
[0089] 表1:某地铁站15分钟内进出站检票口取数情况
[0090]
[0091] 在地铁设计规范中，自动检票口的最大同行能力为30人/min,从表1可以看出， 基本上工作日的高峰期地铁的压力较大，也是比较拥挤的时段，早高峰出站口和晚高峰进 站口每一检票口平均通行能力为36~40人/min,其他时间乘客比较分散，地铁相对压力 较小，基本上不会出现拥挤状态。我们从表格中看出早高峰期出站口呈现拥挤状态，相对的 晚高峰期入站口呈现拥挤状态，乘客的流动方向大体为早上从此车站下车，晚上从此车站 上车，而此车站正是设置在办公区域。所以，为了缓解高峰期的地铁压力，可以根据乘客的 流动方向规律，在不同的时段开放不同数目的进出站口，甚至多增加一些双向检票口，早高 峰多开出站检票口数目，晚高峰多设立进站检票口数目，从而缓解各个方向各个时段的客 流压力。
[0092] 因此，此模型，地铁站不仅可以估算出每个时段的进出站检票口客流数，还可以估 算出不同时段的客流流动方向规律，从而灵活的根据时间段来增加或减少进出站检票口的 开放数目，最终达到缓解进出站的客流压力，为乘客带来舒适便利的良好体验。
[0093] (2)扶梯、楼梯的动态运动模型
[0094] 同一时间T内，除了刚刚进入车站、出站、站厅候车的乘客、还有很多乘客包括换 乘的乘客都是在通过自由通道、楼梯或扶梯的过程中，因此，根据车站的物理结构，例如通 道宽度、电梯、扶梯长度宽度及个数等获取乘客在站内的进出站动态运动模型。由于人行 扶梯和自动扶梯的速度和载客量不同，并且两种电梯都会存在上行和下行的情况，因此，运 动中的乘客模型可表示为：
[0095] Q 运动=Qd+Qm (式 1-2)
[0096] (1-2)式中，Qd--自动扶梯所输送的上下客流量
[0097] Qm--人行楼梯所输送的上下客流量
[0098] 其中，自动扶梯所输送的上下客流量，即QD又可表示为：
[0099] Qd= N J · Qdu · ffD+N2 · Qdd · ffD (式 1-3)
[0100] (1-3)式中，Qdu--自动楼梯的上行输送能力
[0101] Qdd一一自动楼梯的下行输送能力
[0102] ffD--自动扶梯的宽度
[0103] NnN2 一一分表代表整个地铁站中上行和下行扶梯的数量
[0104] 对自动扶梯而言，由于上行和下行运行速度是一样的，即QDU= QDD，因此式（1-3) 可重新表示为：
[0105] Qd= N · Q DU · ffD (式 1-4)
[0106] 式（1-4)中，N = Ni+N；；，代表上行和下行自动扶梯的总数量。
[0107] 因此，根据实际地铁站设置的自动扶梯的运行速度以及地铁站实际设置的自动扶 梯的数量和宽度，按照式（1-4)就可以实时估算出T时刻的自动扶梯的客流量。
[0108] 同样的计算原理，人行楼梯输送的上下客流量，可用以下公式来表示：
[0109] Qm= Μ! · Qmu · Wm+M2 · Qmd · ffM (式 1-5)
[0110] 式（1_5)中，Qmu--人行楼梯上行的客流能力
[0111] Qmd一一人行楼梯下行的客流能力
[0112] ffM--人行楼梯的宽度
[0113] MnM2 一一分表代表整个地铁站中上行和下行楼梯的数量
[0114] 对于双向人行楼梯，人行楼梯输送的上下客流量，可表示为：
[0115] QM= Μ双向· Q双向· W双向（式1-6)
[0116] 式（1-6)中，--双向人行楼梯客流能力
[0117] --双向人行楼梯的数量
[0118] ffM--双向人行楼梯的宽度
[0119] 其调度方法按如下进行：根据Q"、Q。,获取时间段T内自动扶梯、人行楼梯需运送 的客流人数；
[0120] 建立时间段T内自动扶梯、人行楼梯的运送客流Qgs模型，其中，自动扶梯所输送 的上下客流量为Q D、人行楼梯所输送的上下客流量为QM;QDU为单个自动楼梯的上行输送能 力，Q DD为自动楼梯的下行输送能力；
[0121] 设定高峰状态、平常状态、低谷状态下的自动扶梯、人行楼梯开放数量与自动扶梯 的运行速度；
[0122] 根据Qn、以及模型确定自动扶梯运行、人行楼梯以高峰状态、平常状态或 低谷状态运行；
[0123] 在地铁设计规范中，对于自动扶梯，一般宽度^为lm，倾斜角度30°，运行速度一 般为〇· 65m/s或0· 5m/s,通过能力为每分钟160~135人，人行楼梯的上行通过能力为单 位宽度每分钟60人左右，下行的通过能力相对较高一些，可通过实际的人工观察和地铁工 作人员经验而得，双向楼梯的通行能力为每分钟55左右。
[0124] 仍然以上述车站为例，该地铁站人行楼梯和自动扶梯的参数设置情况如下：
[0125] 表2:扶梯参数设置情况
[0126]
[0127] 从表2看出，单个自动扶梯的最大输送能力为135人/min，单个人行楼梯的最 大输送能力为127人/min，而通过进出站检票口计数统计，早高峰和晚高峰阶段进出的 乘客为400人/min左右，因此，在楼梯或扶梯区域会出现乘客拥挤排队的情况。并且根 据公式（1-4) (1-6)可以算出该地铁站楼梯输送客流量情况为：QD~270/min，QM~254/ min, Qafc^ 524
[0128] 因此，通过式（1-2)，可以估算出实时的楼梯输送客流能力，也可得出自动扶梯和 楼梯的最大输送客流量 ，可以从而为计算楼梯的输送能力的最大阈值提供参考依据。当突 发性的出现拥挤时，可以通过调整自动扶梯的运行速度，增加自动扶梯的输送能力来及时 分流，统计观察长期处于拥挤状态时，可通过基础设施改造，适当增加自动扶梯或楼梯的数 量及宽度来解决拥挤问题。
[0129] (3)站厅内动态候车人数模型
[0130] 地铁站厅是乘客上下车的地点，在站厅区域为了保证乘客按秩序上下车一般都划 分了乘客等候区域和下车通道。如图1，按正常秩序排队上车的过程中，A和C区为等待上 车的乘客区域，B区为下车乘客行走的通道，一般来讲，候车区域是满员的，具体的人数可由 乘客的密度系数a这样一个稀疏因子来描述，如图1所示。图1中，每一个椭圆的面积代表 乘客所占的地面面积。因此，站厅内的候车人数可通过A和C区的容纳客流来计算，本发 明通过研究乘客个人所占的面积区域、站厅面积、乘客密度稀疏等因素，估算出站厅内动态 候车人数模型。
[0131] Q站台=N · Μ · a · SAC/SP (式 1-7)
[0132] 式中，--站厅候车区域客流量
[0133] a--乘客密度系数
[0134] SAC--A区与C区等待区的面积之和
[0135] Sp--单个乘客个体所占的地面面积
[0136] N一一表示该车站共有的地铁线有几条
[0137] Μ一一表示每一条线总共含有的站厅候车区有几个
[0138] 上式中，Α和C等待区的面积可通过实际的物理测量而得到；
[0139] N，Μ可以根据具体的车站而定；
[0140] Sp乘客个人所占的地面面积，由垂直方向上生理的最大尺寸肩宽和身体厚度及前 后左右所能承受的心里距离来决定，该值通过随机调查50个男女高矮胖瘦各不同的人来 取平均值统计得到，结果如表3所示；
[0141] 表3:50位乘客个体所占面积平均统计值
[0142]
[0143] a乘客密度系数，会随着乘客排队队形、拥挤的稀疏程度、行李的大小发生变化，因 此在计算候车站厅所容纳的客流，需要引入密度系数因子a进行修正，根据站厅基础设施 建设条件计算站厅候车区域客流量阈值，所述阈值根据其中的参数乘客密度系数a取 值不同分为拥挤、正常、稀疏状态，a多1. 25为拥挤状态；0. 85 < a < 1. 25为正常状态； a < 0. 85为稀疏状态；
[0144] 根据QmQ。.,获取时间段T内站厅需承运的客流数量，确定该时段内站厅的运行状 态为拥挤、正常或稀疏；
[0145] 设置拥挤、正常或稀疏状态下的站厅的开放数量，根据Qn、Q。,以及Q 模型确定 站厅拥挤、正常或稀疏状态运行；
[0146] 在不同时段T内，如拥挤状态出现频率高于60%，增加站厅数量设置；在不同时段 T内，如稀疏状态出现频率高于60%，减少站厅数量设置。
[0147] 因此，该候车厅内的候车人数公式模型，不仅可以实时的估算候车厅的客流量，也 可以给出最大候车人数的预警值，从而为地铁候车厅人数最大预警提供依据，地铁站可根 据的此模型统计出每天每个时段的候车人数，以月为单位，既可统计分析出每天高峰期站 厅候车客流实际情况，来相应增加车厢或站厅的面积、数目，方便及时的疏散乘客，为乘客 安全做保障。
[0148] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领 域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发 明的保护范围。
【主权项】
1. 一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：包括以下步骤： 51 :建立时间段T内进出自动售检票口的总人数Qafc的模型，并根据模型制定调度策 略，包括： 计算时间段T内，第i个进站检票的进站人数Q11,以及第j个出站检票口出站人数Q。,， 统计不同时段T的地铁站客流的流动方向； 建立时间段T内进出自动售检票口的总人数Qafc的计算模型，设定高峰期、平常期、低 谷期的人数范围，确定时间段T为高峰期时段、平常期时段或低谷期时段； 设定高峰期时段、平常期时段、低谷期时段的进出站口开放数量，并按照Q"、Q。#量从 高到低选择开放的进出站口；分别设置Q"、Qa]的阈值，在9"、(^数量均超过阈值的区域，设 置双向检票口，缓解各个时段、各个方向的客流压力； 52 :建立自动扶梯、人行楼梯的动态运动模型，并根据模型制定调度策略，包括： 根据Q"、Qw获取时间段T内自动扶梯、人行楼梯需运送的客流人数； 建立时间段T内自动扶梯、人行楼梯的运送客流Qga模型，其中，自动扶梯所输送的上 下客流量为QD、人行楼梯所输送的上下客流量为QM;QDU为单个自动楼梯的上行输送能力， Qdd为自动楼梯的下行输送能力； 设定高峰状态、平常状态、低谷状态下的自动扶梯、人行楼梯开放数量与自动扶梯的运 行速度； 根据Q11、Qaj以及Q 模型确定自动扶梯运行、人行楼梯以高峰状态、平常状态或低谷 状态运行； 53 :建立站厅内动态候车人数模型，并根据模型制定调度策略，包括： 根据站厅基础设施建设条件计算站厅候车区域客流量阈值Qttii，所述阈值根据其中的 参数乘客密度系数a取值不同分为拥挤、正常、稀疏状态，a多1. 25为拥挤状态；0. 85 < a < L 25为正常状态；a <0· 85为稀疏状态； 根据Q"、Qw获取时间段T内站厅需承运的客流数量，确定该时段内站厅的运行状态为 拥挤、正常或稀疏； 设置拥挤、正常或稀疏状态下的站厅的开放数量，根据Q"、Qw以及Qttii模型确定站厅 拥挤、正常或稀疏状态运行； 在不同时段T内，如拥挤状态出现频率高于60%，增加站厅数量设置；在不同时段T 内，如稀疏状态出现频率高于60 %，减少站厅数量设置。2. 根据权利要求1所述的一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：步骤Sl 中： Qn、Qw根据自动检票机自动记录的进入和出站数据，Q Arc模型如下：式中：Qafc--时间T内，自动售检票口统计的进出站的总人数； Qn--时间T内，第i个进站检票口统计的进站人数； Q0j--时间T内，第j个出站检票口统计的出站人数； m一一进站检票口的个数； η 出站检票口的个数。3. 根据权利要求1所述的一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：步骤S2 中： Q 运动=Qd+Qm 其中，Qd-一自动扶梯所输送的上下客流量； Qm一一人行楼梯所输送的上下客流量； 其中，自动扶梯所输送的上下客流量，即Qd又可表示为： Qd= N ! * Qdu * ffD+N2 · Qdd · ffD; 其中，Qdu-一自动楼梯的上行输送能力； Qdd一一自动楼梯的下行输送能力； Wd--自动扶梯的宽度； N2--分表代表整个地铁站中上行和下行扶梯的数量； 对自动扶梯而言，由于上行和下行运行速度是一样的，即Qdu= QDD，Qd可重新表示为： Qd= N · Qdu · WD; 其中，N = NJN2，代表上行和下行自动扶梯的总数量； 人行楼梯输送的上下客流量，用以下公式来表示： Qm - M i · QMLi · Wm+M2 · Qmd · Wm; 其中，Qmu 人行楼梯上行的客流能力； Qmd--人行楼梯下行的客流能力； Wm--人行楼梯的宽度； M^M2--分表代表整个地铁站中上行和下行楼梯的数量； 对于双向人行楼梯，人行楼梯输送的上下客流量，可表示为： Qm - M双向· Q双向· W双向； 其中，QsilS] 双向人行楼梯客流能力； M)?向--双向人行楼梯的数量； Wm--双向人行楼梯的宽度。4. 根据权利要求1所述的一种地铁站客流微观统计与调度方法，其特征在于：步骤S3 中： Q站厅=N · M · a · SAC/SP; 式中，Qttff--站台候车区域客流量 a--乘客密度系数； Sac 站厅等待区的面积之和； Sp一一单个乘客个体所占的地面面积； N--表示该车站共有的地铁线有几条； M一一表示每一条线总共含有的站台候车区有几个； 上式中，站厅等待区的面积可通过实际的物理测量而得到； Sp乘客个人所占的地面面积，由垂直方向上生理的最大尺寸肩宽和身体厚度及前后左 右所能承受的心里距离来决定，该值通过随机调查50个男女高矮胖瘦各不同的人来取平 均值统计得到。
【专利摘要】本发明公开了一种地铁站客流微观统计与调度方法，包括建立时间段T内进出自动售检票口的总人数的模型，并根据模型制定调度策略；建立自动扶梯、人行楼梯的动态运动模型，并根据模型制定调度策略；建立站厅内动态候车人数模型，并根据模型制定调度策略。本发明具有直观性强、实施简单、目的性明确等优点，通过本发明的方法可以预测每个时段的地铁系统内的进出站检票口的人数、通道及楼梯内的人数、不同站厅的候车人数；且可以对进出站检票口、楼梯、站台等易拥挤区域进行最大客流阈值分析、预测分配，从而为交通相关研究中提供客流规律，为基础设施建设提供数据分析和支撑。
【IPC分类】G06Q50/30
【公开号】CN105488751
【申请号】CN201510321253
【发明人】范东, 甘雨鹭, 李焱, 刘彦彦
【申请人】青岛智能产业技术研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年6月12日
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