[发明专利]一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法

说明书

本发明公开了一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法，包括以下步骤：首先基于历史客流数据，通过设定时间间隔，采用移动平均法对客流时空分布稳定性较差的单程票客流OD矩阵进行改进，生成改进后的客流OD分布矩阵，在此基础上计算客流分流率矩阵，结合OD流的行程时间分布规律，构建OD流与进出站客流间的动态流量关系，再根据动态流量关系以及实时上传的进出站客流量信息建立OD动态估计状态空间模型，用卡尔曼滤波方法对模型进行求解，并采用标准化法对OD估计结果进行修正，得出最优估计值，并对方法的有效性进行检验。本发明通过实时上传的进出站交易数据和历史客流数据进行统计，建立了基于卡尔曼滤波的状态空间模型，可用来估计实时的客流需求分布结构信息，为轨道交通企业的客流动态化管理提供数据支持。

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法。

背景技术

随着城市轨道交通的快速发展，各大中城市逐步跨入网络化运营。线网结构的复杂化导致乘客出行行为随机性加强，在客流需求分布结构上呈现出动态化、复杂化特点，对轨道交通的运输组织带来很大挑战，亟需利用适当的需求估计模型来研究较短时间范围内客流需求在时间上和空间上的分布规律，以提高轨道交通的动态化运营管理水平和系统应变能力。

自上世纪80年代以来，国内外学者对于OD动态估计开展了大量的研究，形成了一系列OD动态估计模型。但既有的OD估计方法在轨道交通中的应用，主要还存在以下不足：①现有研究主要集中于道路交通领域，没有考虑轨道交通网络结构及客流特征，在轨道交通线网客流OD动态估计方面存在着精度低、运算效率不高的缺点；②既有模型中OD流与采集信息流之间的流量关系大多建立在断面流量容易获取的基础上，但轨道交通中的实时断面客流信息却很难获取，仅能获取进出站客流信息，所以基于断面采集流量的动态流量方程难以适用于轨道交通网络。因此，需要一种新的方法，结合轨道交通线网客流特征和采集数据信息，实现轨道交通线网客流的实时OD估计。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法，该方法基于历史客流出行数据和轨道交通自动售检票系统终端设备实时上传的交易数据来估算当前实时的客流OD分布结构信息。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法，包括如下步骤：

(1-1)设定时间间隔Δt，按时间间隔Δt对每天的历史客流数据进行分段；统计每天各时间段内的储值票客流数据和单程票客流数据；

(1-2)采用移动平均法对单程票客流数据进行改进，得到改进后的单程票客流数据为：

式中，i≠j；q_0ij(t)表示改进后的第t个时段内由站点i进站的乘客中最终从站点j出站的单程票乘客数量；表示由历史客流数据统计获取的第t-a个时段内由站点i进站的乘客中最终从站点j出站的单程票乘客数量；R表示移动平均的时段个数，且R＜t；

(1-3)计算式中，表示由历史客流出行数据统计获取的第t个时段内由站点i进站的乘客中最终从站点j出站的储值票乘客数量，q_ij(t)表示在第t个时段内由站点i进站的客流去往站点j出站的总乘客数量；

根据q_ij(t)构建全线网在第t个时间段内进站客流的OD分布矩阵A(t)和第t个时间段内的客流分流率矩阵B(t)：

其中，n为站点的总数；b_ij(t)为客流分流率，表示时段t内由i站进站的乘客中去往j站的客流占i站总进站客流的比例，且

将客流分流率矩阵B(t)转化成列向量的形式：