[发明专利]基于客流需求的城市轨道交通客流精细化控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于客流需求的城市轨道交通客流精细化控制方法及系统，涉及城市轨道交通运营管理技术领域，该方法包括如下步骤：根据乘客出行信息，构建客流需求矩阵；根据客流需求矩阵，确定客流控制决策变量；根据客流控制决策变量，构建客流控制线性约束；根据客流控制线性约束，以客流等待时间最小为目标，构建客流控制优化模型；求解客流控制优化模型得客流精细化控制方案，将客流精细化控制方案作为客流控制参数输入控制系统中，实现客流精细化控制。本发明能够使列车容量得到充分利用，所有到达站台的乘客均能乘坐下一班列车，避免了站台客流聚集，在保证安全运营的同时，减少乘客的等待时间，提高了运行效率。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通运营管理技术领域，具体涉及一种基于客流需求的城市轨道交通客流精细化控制方法及系统。

背景技术

城市轨道交通(地铁、轻轨等)具有准点、可靠等特点，已成为大多数人通勤出行的首选，其在日常通勤运输中承担了大量客流，是城市交通最重要的运输走廊。随着我国部分特大城市(如北京、上海)常住人口的急剧增多，城市内部日常通勤出行亦随之剧增，城市轨道交通在通勤运输中(早、晚高峰)面临着巨大压力，列车过载、站台拥堵等现象已成为常态，乘客挤门、落轨、踩踏等事件屡见不鲜，对运输安全造成巨大威胁。

为缓解客运高峰期间站台客流拥堵现象，轨道交通运营部门通过不断缩短高峰列车发车间隔，试图以此提高客流运输及疏散的速度。然而，为保证列车安全运行，相邻列车之间必须满足最小安全间隔，部分线路列车运行间隔已缩短至极限，但高峰客流需求仍然无法得到满足，大量乘客因留乘(由于列车容量限制，乘客无法乘坐第一列到站列车)而滞留于站台，加之后续客流持续到达，站台客流拥挤现象严重。采用客流控制策略，控制进入车站站台乘客的数量，避免站台客流拥挤，是提高运输安全的重要手段。目前，轨道交通通过控制人员在进入站台的楼梯或者通道口设置障碍，通过观测站台客流数量，人工控制进入站台的人数，以此防止站台客流拥堵。尽管目前的传统的客流控制方法对于提高运营安全具有明显作用，但导致客流运输速度下降，同时降低了客运服务水平。具体表现如下：

运营者凭借自身经验进行判断，缺乏科学的控制方法；各车站对于客流均单独控制，缺乏协同协作手段，虽然提高了运营安全性，但列车容量并未得到合理和充分的运用，导致车站乘客聚集极度不均衡，特别是下游车站，极易出现客流拥堵现象；各车站客流控制缺乏对于乘客目的地的考虑，换言之，所有乘客均统一控制，不同目的地的乘客无序乘车，导致车站容量无法合理高效运用，增加了全线乘客的总等待时间，降低了服务水平。

目前，北京、上海等大城市，高峰客流过饱和情况已成常态，高峰限流是提高运营安全的必要手段。即根据客流到达情况，合理限制进入站台的客流量，使聚集客流在站厅排队等候，进而避免站台客流拥堵，防止拥挤、踩踏等事故的出现。然而，需要注意的是，客流承载是一个动态过程，各车站的上车客流直接受其上游各车站的上车客流影响，若车站之间客流控制不相互协作考虑，极易导致部分车站客流聚集严重，同时不同OD(Origin-destination)的乘客无序乘车，会导致列车容量的低效利用，进而导致全线乘客总等待时间的提高。若各车站客流进行协同控制，同时根据乘客目的地精细控制不同OD乘客的乘车顺序，则客流的聚集情况和总等待时间则会大大改善。

目前针对车站限流与客流组织方面的研究大都集中在合理利用车站容量方面，即通过合理设置不同的客流引导设施(如栏杆)，使候车乘客最大程度合理利用车站容量，以缓解拥堵。而在多车站协同限流，以及针对不同OD 乘客的精细化限流方法还没有相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在保证列车安全运营的同时，最大程度缓解车站客流聚集，提高运输速度和列车容量利用效率，减少客流等待时间的城市轨道交通客流精细化控制方法，以解决上述背景技术中存在的现有客流控制方法为提高运输能力而影响安全运营，乘客滞留严重，容易造成拥堵，时间成本较高，运输效率不能满足运输需求的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：