[发明专利]一种路网客流协同控制优化系统

说明书

本发明提供了一种路网客流协同控制优化系统。该系统包括基础数据管理模块、客流分配模块、能力瓶颈疏解模块、客流控制方案生成模块、客流控制方案分析模块、图形化展示模块。系统基于无能力约束客流分配建立车站客流与区间运能占用的内在关系，获取路网断面客流分布状态，然后结合区间客流运输能力辨识能力瓶颈区间，基于反馈控制策略疏解能力瓶颈，进而反向确定控制车站、控制时间以及控制强度。该系统适用于客流规律明显且相对稳定的情况，对高峰时段具有良好适用性，为高峰时段常态限流方案编制方法提供理论基础。

技术领域

本发明涉及一种路网客流控制系统，尤其涉及一种基于能力瓶颈疏解策略的城市轨道交通路网客流协同控制优化系统。

背景技术

地铁路网规模的扩大引发客流需求不断增长，客流需求与运输能力的矛盾逐步凸显，尤其在早晚高峰时段，客流方向性明显，部分区段长期高负荷运营，车站及区段客流拥挤滞留现象突出，严重影响城市轨道交通网络的运营安全。除常态高峰时段外，节假日、集会展览、体育赛事等大型活动导致时段性客流量激增，运营部门不得不及时调整运营计划，满足客流需求。此外，恶劣天气、设备故障等突发事件导致列车运行中断或列车运行延误，引发短时客流稳态突变，如果不及时采取有效措施，由于“涟漪反应”的存在，大客流会在轨道交通网络上传播，极易引发城市轨道交通网络拥堵，严重的会造成人员伤亡和财产损失，对轨道交通系统运营安全产生负面影响。

客流拥挤的根本原因在于运输能力与客流需求间的不匹配矛盾。缓解客流拥挤的措施主要包含两方面：一是提高运输能力，从供给的角度提高客运输送能力；二是加强需求管理，从需求角度对客流时空分布予以调节。由于线网基础设施设备在一定时期内运输能力较为固定，因此，从客流需求管理角度进行调节成为缓解拥挤的主要途径。需求管理包含多方面，如：浮动票价、客流控制(限流)、客流诱导、拥挤付费等。在道路交通领域拥挤收费(票价策略)成为缓解拥挤的重要措施，然而，新的票价制度使初期客流有所下降，但很快客流量又回到既有水平，且增长趋势十分强劲；造成票价策略失效或者效果不明显的原因在于地铁出行客流中刚性通勤客流占据较大比例，其对票价的敏感性较低。目前，限流已成为各大城市缓解客流拥挤的重要需求管理措施，相比于票价、诱导等其他措施，限流的作用迅速而有效。

发明内容

现有技术的限流方案制定存在较大不足，主要体现在主观性强、难以适用于大规模实际路网。为此，本发明从运输能力瓶颈这一拥挤根源出发，以疏解能力瓶颈为基本手段构建反馈式控制方案生成方法。该系统从城市轨道交通路网高峰时段常态客流控制方案编制的角度，按照路网限流组织原则，构建了基于区间能力瓶颈疏解策略的路网客流协同控制方案生成算法，为高峰时段常态客流控制方案编制提供计算方法。具体采用如下技术方案：

系统包括基础数据管理模块，用于实现外部数据的自动化导入，以及数据的编辑、存储；客流分配模块，用于构建车站客流与区段客流间内在联系，为瓶颈疏解方案编制提供核心参数；能力瓶颈疏解模块，用于对能力瓶颈区间予以疏解，反向确定控制车站及控流量；客流控制方案生成模块，用于相邻时段内流量关系衔接、路网多瓶颈区段协同疏解，形成最终的客流控制方案；客流控制方案分析模块，用于形成方案后结合流量关系，瓶颈疏解中间过程来进行方案可行性分析；图形化展示模块，用于提供信息的图形化展示功能。

优选地，所述能力瓶颈疏解模块计算区间通过量与客运输送能力的差值，当区间通过量大于输送能力时判定为形成运输能力瓶颈，若判定为形成运输能力瓶颈，则确定目标控制车站，计算各车站权重系数，对多个车站进行协同控制，得到目标控制车站所需有效控流量，制定能力瓶颈疏解策略。

优选地，确定目标控制车站的具体方式为：

步骤1)根据瓶颈区间拥挤负荷确定响应控制车站集合数K；

步骤2)以区间运能占有率为依据，选取占用区间运能前K位的车站作为初步选定的响应控制车站集合