[發明專利]基于聚類反推的有效路徑生成方法及斷面客流估算方法

在審

• 申請號: 202110698173.5
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113536493A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 葉茂;殷世松;趙一凡;郭孝潔;武瑩瑩;張子翰;張人杰;程慧
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/26;G06K9/62;G06F17/18;G06F111/08;G06F111/04
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張艷

本發明涉及一種基于聚類反推的有效路徑生成方法及斷面客流估算方法，有效路徑生產方法包括獲取相關數據并進行預處理；統計確定乘客乘車時間、乘客候車時間以及進出站走行時間；對比城市軌道列車時刻表獲得列車出行時間，計算乘客出行時間數據集D中個數據點的k_dist值并繪制乘客出行時間數據集D的k_dist曲線，選取合適的鄰域密度參數；從乘客出行時間數據集D中選取尚未遍歷過的對象p，通過密度相連產生相關簇結果直至D中的對象全部遍歷完成，確定密度系數并從路徑集合L中篩選出k_route條有效路徑；確定潛在換乘節點，將各段路徑拼接后放入有效路徑集合L中。本發明可以實現城市軌道交通出行有效路徑的精準生成為高效、安全城市軌道交通智能數據提供依據。

技術領域

本發明涉及一種基于聚類反推的有效路徑生成方法，本發明還涉及一種基于聚類反推有效路徑生成的斷面客流估算方法，屬于軌道交通技術領域。

背景技術

近年來我國城市軌道交通發展迅速，線網規模不斷增加，呈現出復雜化、網絡化發展的趨勢。軌道交通客運量也與日俱增。為緩解龐大的出行客流所帶來的壓力，必須對線網進行合理的運營規劃和運力分配，有效調配系統資源，及時調整運營策略，保證軌道交通安全高效地完成運輸服務任務。因此，準確的有效路徑集生成有利于提高運營管理的科學性和準確性，同時能為運營管理者的決策提供重要依據。

伴隨著城市軌道交通線網逐漸進入網絡化運營環境，大數據等智能化技術為發展城市軌道線網“無縫換乘”提供了基礎，可以精準、高效分析復雜網絡化條件下軌道交通系統乘客出行特性和規律，成為實現高效、安全城市軌道交通智能數據平臺化管理的關鍵環節。斷面客流是軌道交通系統運營管理過程中運力投放和票務清分的重要指標，而精確的有效路徑生成是斷面客流計算的基礎。在網絡化條件下，城市軌道交通線網復雜程度高，乘客換乘選擇多樣，導致有效路徑影響因素眾多，給影響因素分析和有效路徑的確定帶來了挑戰。

發明內容

本發明的首要目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種基于聚類反推的有效路徑生成方法，可以實現城市軌道交通出行有效路徑的精準生成，便于高效分析復雜網絡化條件下軌道交通系統乘客出行特性和規律，為高效、安全城市軌道交通智能數據提供依據。

為解決以上技術問題，本發明的一種基于聚類反推的有效路徑生成方法，以精準生成的城市軌道交通出行有效路徑為基礎建立乘客出行仿真模型，獲取包括斷面客流在內的多種信息并為城軌系統運力投放提供指導。

本發明的基于聚類反推的有效路徑生成方法，依次包括以下步驟：

S1，獲取相關數據并進行預處理，預處理的相關數據包含AFC數據集合、列車時刻表數據、線網起終時間信息和線網連通情況；

S2，在到達同一站臺的前提下，假設乘客進站和出站的用時相同，且乘客到達終點站后會立即出站而非逗留；在此基礎上，統計確定乘客乘車時間、乘客候車時間以及進出站走行時間；

S3，對比城市軌道列車時刻表獲得列車出行時間，計算乘客出行時間數據集D中個數據點的k_dist值并繪制乘客出行時間數據集D的k_dist曲線，選取合適的鄰域密度參數k_custering；

S4，從乘客出行時間數據集D中選取一個尚未遍歷過的對象p，在D內搜尋進出站刷卡時間間隔在(N_p-eps，N_p+eps)范圍內的對象，確定密度參數eps與minPts；

S5，通過密度相連產生相關簇結果直至D中的對象全部遍歷完成，確定密度系數density并從路徑集合L中篩選出被視為有效路徑的k_route條路徑；

S6，確定潛在換乘節點，利用Dijkstra算法，求解出從起點p到終點q的可行路徑，通過Dial算法對有效路徑的定義來求解路徑并更新，根據站點拓撲節點間“邊”的關系，提取出各條線路中搜尋換乘站點，并存儲在換乘節點集合Transit中；