[发明专利]一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法及系统

说明书

本发明公开了一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法及系统，该方法包括：获取历史客流数据，计算客流OD分布矩阵；基于客流OD分布矩阵，计算客流分流率矩阵；根据历史客流数据，构建行程时间的概率分布，计算客流出站到达系数；基于客流分流率矩阵和客流出站到达系数，构建车站间的动态流量关系；建立基于卡尔曼滤波算法的状态空间模型，对线网客流OD进行动态估计。

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，特别地涉及一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法及系统。

背景技术

动态OD矩阵描述了交通网络中动态的交通需求，是动态交通分配(DTA)模型和一些实用的微观交通仿真器的基础输入数据。在智能交通系统(ITS)中，先进的出行者信息系统(ATIS)面临的问题是如何将动态的交通需求合理分配到不同路径上，以降低个人或整个系统范围内的出行费用。通过做大量的交通调查获取动态OD矩阵的代价十分高昂。因此动态OD估计的研究具有较高的理论价值与现实意义。

目前，OD矩阵是通过大量的交通调查得到的，成本高。通过这种调查方式得到的一般是所研究区域内平均意义上的静态OD矩阵，其时间粒度可为年、月或日。动态OD矩阵则反映了每个OD对(每个OD对与交通网络中一个特定的起点－终点对组合相对应)间特定的时段内时变的交通需求模式，其时间粒度可为10～15min。

传统的静态OD估计模型在这方面有很大局限，必须采用更为有效的动态OD矩阵估算方法。

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。

现有客流控制措施所依据的客流分布及动态演化研究，未能充分考虑客流控制条件下客流分布的动态性和复杂性。另一方面，大多数轨道交通线路和车站在实施网络层的客流协同控制措施时，还缺乏相应的科学依据和理论支撑。

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；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

有鉴于此，本发明提出一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法及系统，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。

本发明第一方面提供了一种城市轨道交通线网客流OD动态估计方法，该方法包括：获取历史客流数据，计算客流OD分布矩阵；基于客流OD分布矩阵，计算客流分流率矩阵；根据历史客流数据，构建行程时间的概率分布，计算客流出站到达系数；基于客流分流率矩阵和客流出站到达系数，构建车站间的动态流量关系；建立基于卡尔曼滤波算法的状态空间模型，对线网客流OD进行动态估计。

进一步的，所述客流OD分布矩阵为：

其中，p_ij为车站i和车站j之间的客流量，n为车站总数。

进一步的，基于客流OD分布矩阵计算任意站点之间的客流分流率，并组成客流分流率矩阵，为：

其中，b_ij为车站i和车站j之间的客流分流率。

进一步的，任意站点之间的客流分流率的计算方法为：