CN101968857A

CN101968857A - 旅客运送仿真系统

Info

Publication number: CN101968857A
Application number: CN2010102526297A
Authority: CN
Inventors: 赵风景; 赵阳
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2011-02-09

Abstract

本发明公开了一种旅客运送仿真系统，由计算机软、硬件实现输入单元、计算单元和输出单元。本系统通过输入交通线路数据、典型日客流数据和运营方案数据，可以仿真旅客运送过程交通线路、车站、列车和客流交互场景，输出旅客运送系统的仿真运营状态和运营结果。本发明能够在现有的技术条件下以较经济的手段对旅客运送系统、运营方案和应急预案进行仿真试验，有助于改善旅客运送效率、效益、服务质量和安全性。

Description

旅客运送仿真系统

技术领域

本发明属于交通运输与信息技术的交叉领域，尤其是一种旅客运送仿真系统，该系统可仿真交通路线、车站、列车和客流的交互场景，为改进旅客运送状况提供一种手段。

背景技术

为了实现人类方便、快捷、安全、舒适的出行愿望，人们发明了包括轨道交通在内的各种交通道路和工具，同时还需要根据客流变化不断地调整运营方案，以改进运营效率、服务质量和旅行安全，提高人们出行的满意度。要设计出优质的交通系统、运营方案和应急预案，或对其进行优化改进，都需要一定的试验。但现场试验成本高、操控难、风险大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中交通系统、运营方案和应急预案的设计及优化需要现场试验的不足。

为解决上述问题，本发明公开一种旅客运送仿真系统。本系统应用计算机软、硬件实现，包括：输入单元、计算单元和输出单元。所述输入单元用于输入交通线路数据、典型日客流数据和运营方案数据；所述计算单元根据输入单元输入的数据仿真计算各趟列车在所经车站的到站时间、经过车道、发车时间、进站人数、下车人数、候车人数、上车人数、车内人数、车空容量等数据；所述输出单元根据计算单元的计算结果输出仿真运营交互状态和运营统计结果。

本发明的优点是：能够在现有技术条件下，以较经济的手段仿真交通路线、车站、列车和客流的交互状态和交互结果，为提高旅客运营质量提供一种试验手段。此外，本发明应用范围广泛，虽主要针对旅客运送系统，但不限于此。

附图说明

图1为实施例的仿真系统的原理图。

具体实施方式

【实施例一】

参见图1所示的仿真系统的原理图，所述仿真系统包括输入单元1、与之连接的计算单元2以及输出单元3。

所述输入单元1首先输入交通线路数据11及其典型日客流数据12以及相应的运营方案数据13。其中：交通线路数据11包含一到多条交通线路，其中每一条交通线路都由所属的车站数据组成。每一车站数据包含所属的线路编号110、车站编号111、车站名称112、与其相连的车站编号113、站内并行车道编号114等数据。

所述的典型日客流数据12包含一到多个典型日客流数据，针对指定的交通线路11可有多个典型日。每一典型日客流数据包含典型日编号121和指定的交通线路11所属的每一车站日客流数据。其中每一车站日客流数据由分时间段的进站人数数组122和下车概率数组123构成。

所述的运营方案数据13包含一到多个运营方案数据，每一运营方案针对一典型日，针对每一典型日可有多套运营方案。每一运营方案数据包含所针对的典型日编号130、车次编号131、列车编号132、列车客容量133、始发时间134、途经站次序135、途经站编号136、途经站停留时间137、途经站内并行车道编号138、区间运行时间139以及车最小间隔时间1310等数据。

在本实施例中，一条城市轨道交通线路(线路编号110)有a、b、c、d、e、f、g、h、i、j(车站名称112)共10个车站，依次呈线形连接(相连车站编号113)，各车站对应编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10(车站编号111)。每一车站有上、下行两条并行车道(车道编号114)。

本交通线路有工作日和假日两种典型日客流特征(典型日编号121)，每个典型日各车站从早上6点开始营业到晚上23点停止营业，每隔半小时各有一上、下行进站人数的日累计值(进站人数数组122)。在营业时间内的任意时间点的日累计值，通过该时间点所在区间段端点值构成的插值多项式获得。例如，欲求c车站上午10时15分的上行进站日累计人数x，且给出了该日10时和10时30分两个端点的上行日累计人数2000、2200，则通过线性插值可得：

x＝(2000+2200)/2＝2100

本交通线路的每一车站预设下车概率数组(下车概率数组123)，存放本车站上车旅客人数到以下各站的下车概率数。例如，在车站h上车上行旅客在其后的i、j车站下车的概率，按时间段划分为：

时间段	i车站下车概率	j车站下车概率
			6点-7点	0.5	0.5
7点-9点30分	0.3	0.7
			9点30分-15点	0.4	0.6
15点-18点	0.6	0.4
			18点-21点	0.5	0.5
21点-23点30分	0.7	0.3

针对上述两个不同的典型日各有一套运营方案数据(运营方案数据13)：在每套运营方案数据中，均含有所针对的典型日编号(典型日编号130)、车次编号(车次编号131)和列车编号(列车编号132)；每列车车容量1000人(列车客容量133)；列车采用双向复线“站站停”的运营方式(途经站编号136)，从始发站a行驶到终点站j为上行路径，从始发站j行驶到终点站a为下行路径(途经站次序135、途经站内并行车道编号138)；每站停留2分钟(途经站停留时间137)，站间运行2分钟(区间运行时间139)；根据客流特征，每日首班车6点从a、j站对发，末班车23点从a、j站对发(始发时间134)；假日每6分钟发一班车；工作日的7点-9点和15点-17点每3分钟发一班车，其它时间每6分钟发一班车；在每套运营方案中，两车运行之间的最小间隔时间为2秒(车最小间隔时间1310)

在得知了上述各种参数的情况下，计算单元2可以对交通线路的每一运营方案进行模拟运行计算。其计算方法是：首先从运营方案的首班车进入始发站算起，依次计算每一列车所经车站的到站时间21、经过车道22、发车时间23，进站人数24、下车人数25、候车人数26、上车人数27、车内人数28和车空容量29。其中：

到站时间21计算：对于始发站的首发车，到站时间21＝始发时间134-停留时间137；若非首发车，到站时间21＝发车时间23-停留时间137。若非始发站，到站时间21＝上一车站的发车时间23+区间运行时间139。

经过车道22计算：经过车道22＝站内并行车道编号138(从运营方案数据13中获取)。

发车时间23计算：对首发车，发车时间23＝上一站的发车时间23+区间运行时间139+本站停留时间137；其中，始发站的发车时间23、本区间运行时间139和本站停留时间137从运营方案数据13中获取。若非首发车，发车时间23＝第一发车时间、第二发车时间两者之中的最大值。其中，第一发车时间＝到站时间21+停留时间137；第二发车时间＝下一站同车道的前一车次发车时间23-本车次在下一区间运行时间139+车最小间隔时间1310。

进站人数24的计算：用本车次在该站的发车时间23作为自变量，代入该站的进站人数数组122构成的分段插值多项式中，即可得出本站的进站人数24。

下车人数25计算：始发站下车人数为0；对于其它车站，首先计算前面每一站上车人数，并在下车概率数组123查询其在本站下车的概率，前面每一站的上车人数与其在本站下车概率的乘积之和则为本站的下车人数25。

候车人数26计算：如为首班车，候车人数26＝同方向进站人数24；否则，候车人数26＝同方向进站人数24-该站同方向停过列车的上车人数27之和。

上车人数27计算：当候车人数26小于车空容量29时，上车人数27＝候车人数26；否则，上车人数27＝车空容量29。

车内人数28计算：如为始发站，则车内人数28＝0；否则，车内人数28＝上站的车内人数28-上站下车人数25+上站上车人数27。

车空容量29计算：如为始发站，车空容量29＝车客容量133；如非始发站，则车空容量29＝车客容量133-车内人数28。

以上各计算相互关联，从首班列车始发时开始依次进行计算，直到最后一班车运营结束，能够算出任一典型日运营方案的运营数据。

输出单元3根据计算单元2计算出的上述运营数据，可以动态仿真显示指定典型日运营方案有关线路、车站、客流、列车的运营交互状态31，也可以统计出该运营方案的运营统计结果32。根据运营交互状态31和运营统计结果32，可以对旅客运送系统和运营方案进行优化改进，提高系统综合效率、效益和服务质量。

【实施例二】

参见图1，实施例二与实施例一不同之处在于：在输入单元1的典型日客流数据12中增加了“出站人数数组124”输入，去掉了“下车概率数组123”的输入；在计算单元2中增加“下车概率计算单元210”。

其中，出站人数数组124与进站人数数组122的表示形式相同，只有数据项不同：在进站人数数组122中，各时间段的“进站人数日累计值”在出站人数数组124中则为“出站人数日累计值”。

新增加的下车概率计算单元210用于计算下车概率数组123中的概率数。其计算方法是：下车概率计算单元210根据“出站人数数组124”计算出本车在各站的时间区间[到站时间，下班车到站时间]内的出站人数Y，则第m车站上车人数中到其后续车站n的下车概率由下式算出：

\frac{Y_{n}}{n^{'} Σ_{t = m + 1}^{N} (Y_{t} / t^{'})}

上式中，Y_n表示本车在车站n的时间区间内的出站人数，Y_t表示本车在车站t的时间区间内的出站人数，n′表示n之前的停站数量，t′表示t之前的停站数量，N表示车站的总数量。

该实施例的其它项与实施例一相同。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种旅客运送仿真系统，其特征在于，包括：输入单元(1)、计算单元(2)和输出单元(3)；所述的输入单元(1)用于输入交通线路数据(11)、典型日客流数据(12)和运营方案数据(13)；所述的计算单元(2)根据输入单元(1)输入的数据仿真计算各趟列车在所经之站的到站时间(21)、经过车道(22)、发车时间(23)、进站人数(24)、下车人数(25)、候车人数(26)、上车人数(27)、车内人数(28)、车空容量(29)；所述的输出单元(3)根据计算单元(2)的计算结果输出交通路线、车站、列车和客流的实时仿真运营交互状态(31)和运营统计结果(32)。

2.如权利要求1所述的旅客运送仿真系统，其特征在于：所述进站人数(24)根据所求的时间点所在区间端点值构成的插值多项式获得。

3.如权利要求1所述的旅客运送仿真系统，其特征在于：所述下车人数(25)＝前面每一站的上车人数与其在本站下车概率的乘积之和。

4.如权利要求1所述的旅客运送仿真系统，其特征在于：对非首发车，所述发车时间(23)＝第一发车时间、第二发车时间两者之中的最大值；其中，第一发车时间＝到站时间+停留时间；第二发车时间＝下站同车道的前车次发车时间-本车次在下一区间运行时间+车最小间隔时间。