[发明专利]一种基于动态驱动的城市轨道交通车站仿真系统及方法

说明书

本发明提供一种基于动态驱动的城市轨道交通车站仿真系统及方法，系统包括数据接入和校验模块、基础模型和知识库模块、行为建模和自适应优化模块、动态驱动仿真控制模块和动态仿真决策优化模块；数据接入和校验模块用于在线和离线获取建模及仿真所需的客流到发、上下车数据及站务人员在岗和分布数据，经清洗、校验后按需传输至相应模块；基础模型和知识库模块按业务主题存储相关历史数据和经验模型，构建相应的资源知识库及经验数据模型库；行为建模和自适应优化模块用于建立行为控制模型；动态驱动仿真控制模块用于注入数据接入和校验模块数据，自适应修正仿真数据模型；动态仿真决策优化模块用于仿真推演、分析、预测和评估，为车站运营管理提供量化指标支撑。

技术领域

本发明涉及一种车站的仿真方法，尤其是涉及一种基于动态驱动的城市轨道交通车站仿真系统及方法。

背景技术

随着我国城市轨道交通的快速发展，越来越多的城市已进入网络化运营阶段，客流规模日益庞大，并且逐步呈现出网络化、大客流和高密度的特征，这对运营组织和车站设施设备承载能力带来了巨大挑战；日益提高的旅客出行体验需求，也挑战着运营服务水平和运输效率；而且由于轨道交通车站空间相对狭小，大量人群聚集拥挤极易引起恶性事故的发生。

目前车站运营管理仍以经验为主，缺乏基于车站实际客流分布情况、乘客出行特征、设施通过能力等量化指标为依据的精细化管理策略。同时如何验证运营组织方案的可行性和合理性，评价车站设施承载能力和利用率，提升常态下车站运营管理水平、提高乘客出行效率、保障轨道交通系统安全与高效运行仍是轨道交通领域亟需解决的问题。

随着计算机技术的迅猛发展，数字化仿真技术已经成为解决上述问题的有效研究方法，但现有的轨道交通车站仿真技术在时效性、自适应能力等方面还存在不足，具体表现在以下几个方面：

(1)现有车站仿真系统输入数据大多采用调研或AFC数据，人工调研一般选取工作日和双休日某个具有代表性的时间段，虽然每周客流分布具有一定规律性，但仍存在差异，使用调研数据进行车站仿真存在较大误差；同时，AFC系统以15分钟为粒度采集，数据存在较大延时，使用AFC数据进行仿真缺乏精准实时预测的能力。

(2)现有车站仿真模型缺乏自适应调整能力，通常是在仿真运行前一次性配置仿真参数，无法在仿真过程中进行动态调整，无法根据站内客流分布变化自适应修正仿真数据模型，在现实条件下这些参数会随着时间变化而变化，两者的误差会导致仿真结果与现实结果的偏差，造成模型时效性较差。

(3)现有仿真方法仅模拟乘客行为，缺乏运营人员行为、乘客与运营人员间的交互行为，在实际运营过程中运营人员具有引导和疏导乘客以均衡客流、控制设备状态以影响乘客流线、限流以调整客流进站速率、突发事件处置等职能，均会影响站内客流分布状态，故需在现有仿真技术的基础上需进一步强化车站运营人员行为和乘客交互仿真技术。

发明内容

本发明提供了一种基于动态驱动的城市轨道交通车站仿真系统及方法，利用在线检测技术和动态数据驱动方法构建地铁车站人员行为仿真系统，在实际检测系统与仿真控制系统间搭建一个共生的反馈控制关系，实现地铁车站乘客和安检员、巡视员等个体走行行为以及多个个体交互行为的精准实时仿真和动态可视化展示。在仿真运行过程中不断实时注入车站客流态势数据和不同岗位站务人员在岗状态数据，对比实际情况和仿真系统的结果数据，实时修正仿真系统数据和自适应调整仿真数据模型，在新数据或新模型的基础上在线推演客流态势变化情况，验证客运组织方案的合理性和可行性，通过在线动态仿真推演、统计分析和在线评估优化客运组织方案等手段支持运营管理部门进行在线决策和优化调整，通过决策制定的管控措施反过来又作用于真实检测系统，达到仿真系统动态控制实际运营的效果，为提高车站运营管理能力提供技术支撑。

一种基于动态驱动的城市轨道交通车站仿真系统，包括数据接入和校验模块、基础模型和知识库模块、行为建模和自适应优化模块、动态驱动仿真控制模块和动态仿真决策优化模块；