CN102354406B - 基于rfid技术的轨道交通网络客流实时统计系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计系统及方法，该系统包括：分别设置于乘车卡及列车车头处的射频电子标签，设置于车站进出站检票口处的乘客进出站RFID读写器，设置于站台上下车位置或屏蔽门处的站台上下车RFID读写器，设置于车站列车进出站位置处的列车进出站RFID读写器，信息传输系统和中心处理系统。该方法是：乘客进出站RFID读写器和站台上下车RFID读写器读取乘车卡的电子标签的数据信息，列车进出站RFID读写器读取列车的电子标签的数据信息，通过信息传输系统发送给中心处理系统处理该数据信息，对轨道交通网络客流实时统计计算。本发明的系统和方法能够快速且高精度的进行客流实时统计。

Description

基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计系统及方法

技术领域

本发明属于交通信息技术领域，涉及RFID技术在轨道交通网络客流指标分析中的应用，特别是一种基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计系统与方法。

背景技术

客流是轨道交通行车组织和客运组织的基础，是实现轨道交通票款收入科学合理清分的前提，也是网络运营计划制定和协调的重要依据。实时掌握轨道交通客流状态可以为轨道交通系统的能力适应性评价、列车运营调度、车站客流组织、网络乘客出行诱导、突发事件(包括大客流)条件下的应急方案制定等提供强有力的技术支持。

在网络化运营条件下，由于存在不同的换乘选择，乘客在轨道交通系统中的出行路径具有明显的多样性。目前从轨道交通自动售检票系统(AFC系统)只能获取乘客出行的OD(Origin-Destination，起讫点)和进出站时刻信息，而无法获知乘客在轨道交通系统内部的整个运行过程。由于乘客的D站信息需要等乘客完成整个出行过程后才能获取，整个轨道交通网络中的断面流量、换乘流量、各班次列车满载率、站台候车人数等相关客流指标均不能实时得到。

目前轨道交通客流指标计算方法是在每天运营结束后，AFC系统以网络全天已产生的OD客流为分配对象，以OD间不同路径的旅行时间和距离为交通阻抗，采用多路径分配的方法进行轨道交通客流分配和指标计算。现有方法的缺陷主要表现为两个方面：

(1)现有的方法只能得到轨道交通系统的前一天(或历史)的客流指标数据，无法得到网络的实时客流指标，无法为实时运营决策提供支持；

(2)影响乘客的路径选择的因素非常多，目前以OD间旅行时间或距离等因素多路径分配的方法不能完全体现乘客实际的走行路径，尤其是系统发生较长时间延误或线路运营中断条件下的这种误差会更大，从而产生客流指标统计与实际客流的差异。

RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，识别工作方便简单，无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

一个完整RFID系统至少由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)，以及数据传输和处理系统组成。

(1)标签(Tag)：由耦合组件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

(2)阅读器(Reader)：又称读写器、读写器，读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

(3)天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。

由于在读写功能、数据安全、可重复使用等方面的显著特性，RFID不仅广泛应用于在物流、零售业、制造业、服装业等行业，而且也对道路电子收费，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别、航空行李包裹处理等交通运输领域的信息化起到重要作用。

发明内容

为了克服现有的客流指标统计方法的缺点，本发明提出了一种基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计系统及方法，实现依据RFID技术获取乘客在轨道交通系统中整个出行链过程和实时空间状态数据信息，并以此为依据实现对轨道交通列车、车站、线路及网络层面上的各类客流指标进行实时计算。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计系统，其包括：

多个射频电子标签，分别设置于乘车卡及列车车头处；

多个乘客进出站RFID读写器，依次设置于车站进出站检票口处；

多个站台上下车RFID读写器，依次设置于站台上下车位置或屏蔽门处；

多个列车进出站RFID读写器，依次设置于车站列车进出站位置处；

信息传输系统，将乘客进出站RFID读写器、站台上下车RFID读写器及列车进出站RFID读写器读取的信息传输至中心处理系统；

中心处理系统，对乘客进出站RFID读写器、站台上下车RFID读写器及列车进出站RFID读写器读取的信息处理，统计实时客流。

进一步，所述乘客进出站RFID读写器的编号与其所在的该车站检票口的编号一致。

所述站台上下车RFID读写器的编号与其所在的该车站站台的编号一致，并区分上下行。

所述列车进出站RFID读写器的编号与其所在的该车站标号一致，并区分上下行。

一种基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计方法，

乘客进出站RFID读写器和站台上下车RFID读写器读取乘车卡的射频电子标签的数据信息，并通过信息传输系统发送给中心处理系统；

列车进出站RFID读写器读取列车的射频电子标签的数据信息，并通过信息传输系统发送给中心处理系统；

中心处理系统处理该数据信息，得到任意时刻乘客和列车的空间信息，获得每个乘客进出轨道交通车站、区间的一个完整的出行时间链，实现轨道交通网络客流各项指标的实时统计计算。

所述载有射频电子标签的乘车卡，应答乘客进出站RFID读写器的射频信号的过程，用“进站”、“出站”两种状态描述，“进站”表示乘客进入该乘客进出站RFID读写器所在车站，“出站”表示乘客离开该乘客进出站RFID读写器所在车站；

所述载有射频电子标签的乘车卡，应答站台上下车RFID读写器的射频信号的过程，用“上车离开”、“下车到达”两种状态描述，“上车离开”表示乘客乘坐列车离开该站台上下车RFID读写器所在车站，“下车到达”表示乘客乘坐列车到达该站台上下车RFID读写器所在车站；

所述载有射频电子标签的列车，应答列车进出站RFID读写器的射频信号的过程，用“列车进站”、“列车出站”两种状态描述，“列车进站”表示列车进入该列车进出站RFID读写器所在车站，“列车出站”表示列车离开该列车进出站RFID读写器所在车站。

当乘客从车站出入口闸机通过时，乘客进出站RFID读写器n自动读取乘车卡射频电子标签数据信息，并将数据表示为T_i(t，i，s_n，c_i)，其中i为射频电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，c_i为电子标签应答过程；

当乘客在站台上下车时，站台上下车RFID读写器n自动读取乘车卡射频电子标签i数据信息，并将数据表示为T_i(t，i，s_n，n_i，Train_i)，其中i为射频电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，N_i为乘客进站后站台上下车RFID读写器读取乘车卡射频电子标签的次数，Train_i为载有射频电子标签i的乘车卡的乘客乘坐的列车车号；且中心处理系统根据站台上下车RFID读写器读取乘车卡射频电子标签的次数判断乘客通过屏蔽门的过程状态，若读卡次数为奇数，则该过程为“上车离开”，若为偶数，则该过程为“下车到达”；乘客乘坐的列车为t时刻停靠该站台的列车，车号根据该车站列车进出站RFID读写器的读取数据确定；

当列车通过车站进出站位置时，列车进出站RFID读写器n自动读取列车车载射频电子标签i数据信息，并将数据表示为T_i(t，i，s_n，c_i)，其中i为电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，c_i为电子标签应答过程。

所述中心处理系统根据接收到的数据信息进行处理，得到以下各项客流指标：

(1)断面客流：断面客流按线别，分上下行方向；区间s₁-s₂在时间区间[t，t+5]的5min断面客流量等于该时段内所有从车站s₁进入区间s₁-s₂的列车上载客量之和，可表示为：

$p(s_1,s_2,t,5)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}f(s_1,s_2,g\left(i\right))$

其中n为在时间区间[t，t+5]进入区间s₁-s₂的列车数，g(i)为列车i的车号，f(s₁，s₂，g(i))为列车g(i)在区间s₁-s₂的载客量；

(2)换乘客流：若车站为换乘站，车站换乘客流分不同线路之间的换乘量，分线换乘量之和等于该站的换乘量；分线换乘量，以p线在车站s₁换至q线为例，即该时段依次经过该车站的p线列车的停靠站台和q线列车的停靠站台的站台上下车RFID读写器读取数据的电子标签数量。车站分线换乘量和车站总换乘量可分别表示为：

$Q_t(s_1,p,q,t,5)=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_t(s_1,p_i,q_j,t,5)$

Q_t(s₁，t，5)＝Q_t(s₁，p，q，t，5)+Q_t(s₁，q，p，t，5)

其中i，j＝1或2，分别表示下行和上行，Q_t(s₁，p_i，q_j，t，5)表示车站s₁在时间区间[t，t+5]从p线方向i换至q线方向j的5min分线分方向换乘客流量，Q_t(s₁，p，q，t，5)表示车站s₁在时间区间[t，t+5]从p线换至q线的5min分线换乘客流量，Q_t(s₁，t，5)表示车站总换乘量，等于p线换至q线、q线换至p线换乘量之和。

(3)列车满载率：列车满载率等于列车实际载客数与列车定员的比值；列车i在t时刻实际载客量以通过站台上下车RFID读写器和列车进出站RFID读写器读取的数据信息获得，可表示为：

α_i，t＝f(i，t)/c_i

其中f(i，t)表示t时刻列车i的实际载客量，c_i表示列车i的定员；

(4)进出站客流：车站的进站客流和出站客流的统计是分时段进、出站客流量分别等于该时段该车站所有乘客进出站RFID读写器读取的进站和出站电子标签个数；

(5)车站上行或下行的上车或下车人数：分时段车站上行或下行的上车人数和车站上行或下行的下车人数等于该时段上行或下行所有站台上下车RFID读写器读取的上车和下车的电子标签个数；

(6)车站人数：车站t时刻在站人数根据上一时间点t₀的在站人数以及在时间区间[t₀，t]内该车站的乘客进出站RFID读写器和站台上下车RFID读卡器读取的进出站客流量和上下车客流量确定，可表示为：

其中为车站s₁在t₀时刻的车站人数，

分别表示在时间区间[t₀，t]期间车站s₁的进站量、出站量、上车量、下车量；

(7)线路客流：包括全日的线路客运量、线路换乘客流量。线路客运量由四部分构成：本线进出客流、本线进他线出客流、他线进本线出客流和途经客流；线路的本线进出客流为起点O站发生在该线，终点D站也在该线的那部分客流；线路的本线进他线出客流为起点O站发生在该线，终点D站在不在该线的那部分客流；线路的他线进本线出客流为起点O站不在该线，终点D站发生在该线的那部分客流；线路的途经客流为起点O站不在该线，终点D站也不在该线的那部分客流；线路换乘客流量等于他线进本线出客流和途经客流之和。

(8)路网客流：包括路网运送乘客量、路网客运量、路网换乘客流量。路网运送乘客量等于路网全部进站或出站客流之和，或表示为路网的起讫点OD客流之和；路网客运量等于路网中各线客运量之和；路网换乘客流量等于路网中各线换乘客流量之和。

由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：

(1)本发明的基础数据在乘客在车站出入口、站台上下车时就由RFID读写器射频获取乘客出行的数据信息，而不是在乘客出站后才获得，因此可以做到实时统计；

(2)乘客在轨道交通系统的每一个环节的数据信息，都由RFID读写器读取电子标签直接获得，因此统计的数据精确；

(3)由于RFID读写器获得的是乘客在轨道交通系统的每一个环节的实时信息，可以进行轨道交通系统的短时交通流预测；

(4)所作的实时统计信息可以作为实施信息诱导、客流服务的依据。

附图说明

图1为基于RFID技术轨道交通网络实时客流指标计算的实现方法硬件系统工作原理图。

图2为车站换乘客流计算示意图。

图3为客流指标计算流程图。

图4为轨道交通网络网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明该系统包括多个依次编号的乘客进出站RFID读写器、多个依次编号的站台上下车RFID读写器，多个依次编号的列车进出站RFID读写器、多个射频电子标签、信息传输系统和中心处理系统。

电子由耦合组件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。记录乘客在轨道交通系统行踪的电子标签设置在乘车卡上，记录列车运行过程的电子标签安装在列车车头挡风玻璃上不影响乘务员行车视线处。

乘客进出站RFID读写器设置于车站进出站检票口处，站台上下车RFID读写器设置于站台上下车的上下车位置(或屏蔽门)处，列车进出站RFID读写器设置于车站列车进出站位置处。

系统的原理如图1所示，各RFID读写器不断发送RFID射频信号，当携有乘车卡的乘客或再有电子标签的列车进入RFID读写器的有效范围内时，RFID电子标签接收到读写器的指令信息，发送响应数据到读写器，读写器接收到电子标签的应答数据后经过处理，通过信息传输系统传送到中心处理系统。

本发明系统的中心处理系统根据客流统计方法，对所有信息进行处理，实现对具体乘客在轨道交通系统中的整个出行链过程和当前实时状态，轨道交通线路客流分布状况、车站客流人数、各站台上下车状况等实时信息和其他统计指标进行计算分析。

一种基于RFID技术轨道交通网络实时客流指标计算的实现方法，

(1)该系统包括多个依次编号的乘客进出站RFID读写器、多个依次编号的站台上下车RFID读写器，多个依次编号的列车进出站RFID读写器、多个射频电子标签、信息传输系统和中心处理系统；

(2)RFID的电子标签设置于轨道交通乘车卡上，RFID的电子标签设置于列车上，乘客进出站RFID读写器设置于车站进出站检票口处，站台上下车RFID读写器设置于站台上下车的屏蔽门处，列车进出站RFID读写器设置于车站到发列车进出站位置处，RFID读写器通过信息传输网络和中心处理系统相连。

前述的基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计方法，

(1)所述RFID的电子标签设置于乘车卡上。

(2)所述RFID的电子标签设置于列车车头处。

(3)所述乘客进出站RFID读写器依次设置于车站进出站检票口处，每个乘客进出站RFID读写器的编号与该车站该检票口编号一致。

(4)所述站台上下车RFID读写器依次设置于站台上下车位置(或屏蔽门)处，每个站台上下车RFID读写器的编号与该车站站台的编号(区分上下行)一致。

(5)所述列车进出站RFID读写器依次设置于车站列车进出站位置，每个列车进出站RFID读写器的编号与该车站编号(区分上下行)一致。

(6)所述RFID的读写器将读取的乘车卡和列车的电子标签的信息传输系统传递到中心处理系统数据库，作为客流指标统计计算的依据。

如图3所示，前述的基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计方法，

(1)任何时刻所有乘客和列车的空间信息是这样形成的根据以下方法获得。轨道交通系统内载有RFID电子标签的乘车卡应答RFID射频信号的过程可以用四种状态的有限状态机描述，即：“进站”、“出站”、“上车离开”、“下车到达”。其中，“进站”表示乘客进入该RFID接收器所在车站；“出站”表示乘客离开该RFID接收器所在车站；“上车离开”表示乘客乘坐列车离开该RFID接收器所在车站；“下车到达”表示乘客乘坐列车到达该RFID接收器所在车站。设置在列车车载的RFID电子标签的乘车卡应答列车进出站RFID读写器的射频信号的过程可以用“列车进站”、“列车出站”两种状态的有限状态机描述。

(2)当乘客从车站出入口闸机通过时，进出站RFID读写器n自动读取乘车卡RFID电子标签数据信息，并将数据表示为T_i(t，i，s_n，c_i)，通过信息传输系统传递到中心处理系统。其中i为电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，c_i为电子标签应答过程。

(3)当列车通过车站进出站位置时，列车进出站RFID读写器n自动读取列车车载RFID电子标签i数据信息，并将数据表示为T_i(t，i，s_n，c_i)，通过信息传输系统传递到中心处理系统。其中i为电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，c_i为电子标签应答过程。

(4)当乘客在站台上下车时，站台上下车RFID读写器n自动读取乘车卡RFID电子标签i数据信息，并将数据表示为T_i(t，i，s_n，N_i，Train_i)，通过信息传输系统传递到中心处理系统。其中i为电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，N_i为乘客进站后站台上下车RFID读写器读取乘车卡RFID电子标签的次数，Train_i为载有RFID电子标签i的乘车卡的乘客乘坐的列车车号。中心处理系统根据站台上下车RFID读写器读取乘车卡RFID电子标签的次数判断乘客通过屏蔽门的过程状态，若读卡次数为奇数，则该过程为“上车离开”；若为偶数，则该过程为“下车到达”。乘客乘坐的列车为t时刻停靠该站台的列车，车号根据该车站列车RFID读写器的读取数据确定。

上述的进出站RFID读写器、站台上下车RFID读写器以及列车进出站RFID读写器传输的数据信息经过中心处理系统的软件模块计算，可以得到任意时刻乘客和列车的空间信息，即可获得每个乘客进出轨道交通车站、区间的一个完整的出行时间链，从而实现轨道交通网络客流各项指标的实时统计计算。

(1)断面客流(5min)：断面客流按线别，一般分上下行方向。区间s₁-s₂(相邻车站s₁和s₂之间s₁→s₂方向的线路)在时间区间[t，t+5]的5min断面客流量就等于该时段内所有从车站s₁进入区间s₁-s₂的列车上载客量之和，其计算如式(1)所示。

$p(s_1,s_2,t,5)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}f(s_1,s_2,g\left(i\right))---\left(1\right)$

其中n为在时间区间[t，t+5]进入区间s₁-s₂的列车数，g(i)为列车i的车号，f(s₁，s₂，g(i))为列车g(i)在区间s₁-s₂的载客量。

(2)换乘客流(5min)：若车站为换乘站，车站换乘客流分不同线路之间的换乘量，如p线换至q线、q线换至p线，见图2所示，分线换乘量之和等于该站的换乘量。分线换乘量，如p线换至q线的换乘量，即该时段依次经过该车站的p线列车的停靠站台和q线列车的停靠站台RFID读写器读取数据的电子标签数量。以p线和q线在车站s₁两线换乘为例，说明车站分时换乘客流计算方法。

$Q_t(s_1,p,q,t,5)=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_t(s_1,p_i,q_j,t,5)---\left(2\right)$

Q_t(s₁，t，5)＝Q_t(s₁，p，q，t，5)+Q_t(s₁，q，p，t，5)    (3)

其中i，j＝1或2，分别表示下行和上行。Q_t(s₁，p_i，q_j，t，5)表示车站s₁在时间区间[t，t+5]从p线方向i换至q线方向j的5min分线分方向换乘客流量，Q_t(s₁，p，q，t，5)表示车站s₁在时间区间[t，t+5]从p线换至q线的5min分线换乘客流量，Q_t(s₁，t，5)表示车站总换乘量，等于p线换至q线、q线换至p线换乘量之和。

(3)列车满载率：列车满载率等于列车实际载客数与列车定员的比值。列车i在t时刻实际载客量以通过站台上下车RFID读写器和列车进出站RFID读写器读取的数据信息获得。列车i在t时刻满载率计算如式(4)所示。

α_i，t＝f(i，t)/c_i    (4)

其中f(i，t)表示t时刻列车i的实际载客量，c_i表示列车i的定员。

(4)进出站客流：车站的进站客流和出站客流的统计比较简单，分时段进、出站客流量分别等于该时段车站所有进站和出站RFID读写器读取的电子标签个数。

(5)车站上(下)行上车(下车)人数：分时段车站上(下)行上车(下车)人数等于该时段上(下)行站台所有的RFID读写器读取的上车(下车)的电子标签个数。

(6)车站人数：车站t时刻在站人数根据上一时间点t₀的在站人数以及在时间区间[t₀，t]内该车站的乘客进出站RFID读写器和站台上下车RFID读卡器读取的进出站客流量和上下车客流量确定，车站人数的计算如式(5)所示。

其中：

为车站s₁在t₀时刻的车站人数，

分别表示在时间区间[t₀，t]期间车站s₁的进站量、出站量、上车量、下车量。

(7)线路客流：全日的线路客运量、线路换乘客流量。线路客运量由四部分构成：本线进出客流、本线进他线出客流、他线进本线出客流和途经客流。线路的本线进出客流为O站发生在该线，D站也在该线的那部分客流；线路的本线进他线出客流为O站发生在该线，D站在不在该线的那部分客流。线路的他线进本线出客流为O站不在该线，D站发生在该线的那部分客流；线路的途经客流为O站不在该线，D站也不在该线的那部分客流。线路换乘客流量等于他线进本线出客流和途经客流之和。

(8)路网客流：路网运送乘客量、路网客运量、路网换乘客流量。路网运送乘客量等于路网全部进站或出站客流之和，也可以表示为路网的OD客流之和；路网客运量等于路网中各线客运量之和；路网换乘客流量等于路网中各线换乘客流量之和。

由于轨道交通客流指标很多，这里并未全部列出。但本发明所提出客流指标计算方法并不限于上述所列指标的计算，不仅可以进行客流实时指标的统计，也可在运营结束后对全天的运营指标进行统计。

下面举例说明本发明所述的实时指标计算方法的实施方式。

轨道交通网络网络拓扑结构如图4所示，线路1有4个车站分别为s₁₁、s₁₂、s₁₃、s₁₄，线路2有3个车站分别为s₂₁、s₂₂、s₂₃，其中s₁₃为换乘站，根据所属线路不同，车站编号分别为s₁₃和s₂₂。RFID读卡器记录的列车运行过程的数据信息如表1所示，以列车1为例，S11进(10:03:00)表示列车到达车站s₁₁的时刻是10:03:00，S11出(10:03:30)表示列车离开车站s₁₁的时刻是10:03:30。RFID读卡器记录的乘客出行链过程的数据信息如表2所示，记录乘客进站、上车、下车、出站的全过程，以乘客3为例，表示乘客10:01:15刷卡进入车站s₁₂，10:02:15搭乘s₁₂上行方向列车，10:04:15从s₁₃上行方向列车下车，10:06:10换乘s₂₂上行方向列车，10:08:00从s₂₃上行列车下车，10:09:14从s₂₃出站。为了简化计算过程，这里给出的列车方向和乘客出行方向均为上行，无下行方向列车和乘客出行。

表1 RFID读卡器记录的列车运行过程的数据信息

表2 RFID读卡器记录的乘客出行链过程的数据信息

对于断面客流、进出站客流、换乘客流计算结果如表3-表5所示。

表3 5min断面客流量

区间(上行)	10:00-10:05	10:05-10:10
			S11-S12	3	0
S12-S13	0	2
			S13-S14	0	3
S21-S22	2	0
			S22-S23	2	0

表4 5min进出站量

进站量(出站量)	10:00-10:05	10:05-10:10
			S11	8(0)	0(0)
S12	4(0)	0(0)
			S13(S22)	0(0)	0(0)
S14	0(0)	0(12)
			S21	8(0)	0(0)
S23	0(0)	0(8)

表5 5min换乘站换乘量

换乘站	10:00-10:05	10:05-10:10
			线路1-线路2(不分方向)	0	4
线路2-线路1(不分方向)	0	4

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，在不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计方法，其特征在于：

乘客进出站RFID读写器和站台上下车RFID读写器读取乘车卡的射频电子标签的数据信息，并通过信息传输系统发送给中心处理系统；

列车进出站RFID读写器读取列车的射频电子标签的数据信息，并通过信息传输系统发送给中心处理系统；

中心处理系统处理该数据信息，得到任意时刻乘客和列车的空间信息，获得每个乘客进出轨道交通车站、区间的一个完整的出行时间链，实现轨道交通网络客流各项指标的实时统计计算；

所述中心处理系统根据接收到的数据信息进行处理，得到以下各项客流指标：

（1）断面客流：断面客流按线别，分上下行方向；区间s₁-s₂在时间区间[t,t+5]的5min断面客流量等于该时间区间内所有从车站s₁进入区间s₁-s₂的列车上载客量之和，表示为：

$p(s_1,s_2,t,5)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}f(s_1,s_{2}g\left(i\right))$

其中n为在时间区间[t,t+5]进入区间s₁-s₂的列车数，g(i)为列车i的车号，f(s₁,s₂,g(i))为列车g(i)在区间s₁-s₂的载客量；

（2）换乘客流：若车站为换乘站，车站换乘客流分不同线路之间的换乘量，分线换乘量之和等于该换乘站的换乘量；分线换乘量，以p线在车站s₁换至q线为例，即在时间区间[t,t+5]依次经过该换乘站的p线列车的停靠站台和q线列车的停靠站台的站台上下车RFID读写器读取数据的电子标签数量，车站分线换乘量和车站总换乘量分别表示为：

$Q_t(s_1,p,q,t,5)=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_t(s_1,p_i,q_i,t,5)$

Q_t(s₁,t,5)=Q_t(s₁,p,q,t,5)+Q_t(s₁,q,p,t,5)

其中i，j=1或2，分别表示下行和上行，Q_t(s₁,p_i,q_j,t,5)表示车站s₁在时间区间[t,t+5]从p线方向i换至q线方向j的5min分线分方向换乘客流量，Q_t(s₁,p,q,t,5)表示车站s₁在时间区间[t,t+5]从p线换至q线的5min分线换乘客流量，Q_t(s₁,t,5)表示车站总换乘量，等于p线换至q线、q线换至p线换乘量之和；

（3）列车满载率：列车满载率等于列车实际载客数与列车定员的比值；列车i在t时刻实际载客量以通过站台上下车RFID读写器和列车进出站RFID读写器读取的数据信息获得，表示为：

α_i,t=f(i,t)/c_i

其中f(i,t)表示t时刻列车i的实际载客量，c_i表示列车i的定员；

（4）进出站客流：车站的进站客流和出站客流的统计是分时段进、出站客流量分别等于时间区间[t,t+5]该车站所有乘客进出站RFID读写器读取的进站和出站电子标签个数；

（5）车站上行或下行的上车或下车人数：分时段车站上行或下行的上车人数和车站上行或下行的下车人数等于时间区间[t,t+5]上行或下行所有站台上下车RFID读写器读取的上车和下车的电子标签个数；

（6）车站人数：车站t时刻在站人数根据上一时间点t₀的在站人数以及在时间区间[t₀,t]内该车站的乘客进出站RFID读写器和站台上下车RFID读卡器读取的进出站客流量和上下车客流量确定，表示为：

其中

为车站s₁在t₀时刻的车站人数，分别表示在时间区间[t₀,t]期间车站s₁的进站量、出站量、上车量、下车量；

（7）线路客流：包括全日的线路客运量、线路换乘客流量，线路客运量由四部分构成：本线进出客流、本线进他线出客流、他线进本线出客流和途经客流；线路的本线进出客流为起点O站发生在该线，终点D站也在该线的那部分客流；线路的本线进他线出客流为起点O站发生在该线，终点D站在不在该线的那部分客流；线路的他线进本线出客流为起点O站不在该线，终点D站发生在该线的那部分客流；线路的途经客流为起点O站不在该线，终点D站也不在该线的那部分客流；线路换乘客流量等于他线进本线出客流和途经客流之和；

（8）路网客流：包括路网运送乘客量、路网客运量、路网换乘客流量，路网运送乘客量等于路网全部进站或出站客流之和，或表示为路网的起讫点OD客流之和；路网客运量等于路网中各线客运量之和；路网换乘客流量等于路网中各线换乘客流量之和。

2.如权利要求1所述的基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计方法，其特征在于：

所述载有射频电子标签的乘车卡，应答乘客进出站RFID读写器的射频信号的过程，用“进站”、“出站”两种状态描述，“进站”表示乘客进入该乘客进出站RFID读写器所在车站，“出站”表示乘客离开该乘客进出站RFID读写器所在车站；

所述载有射频电子标签的乘车卡，应答站台上下车RFID读写器的射频信号的过程，用“上车离开”、“下车到达”两种状态描述，“上车离开”表示乘客乘坐列车离开该站台上下车RFID读写器所在车站，“下车到达”表示乘客乘坐列车到达该站台上下车RFID读写器所在车站；

所述载有射频电子标签的列车，应答列车进出站RFID读写器的射频信号的过程，用“列车进站”、“列车出站”两种状态描述，“列车进站”表示列车进入该列车进出站RFID读写器所在车站，“列车出站”表示列车离开该列车进出站RFID读写器所在车站。

3.如权利要求1所述的基于RFID技术的轨道交通网络客流实时统计方法，其特征在于：

当乘客从车站出入口闸机通过时，乘客进出站RFID读写器n自动读取乘车卡射频电子标签数据信息，并将数据表示为T_i(t,i,s_n,c_i)，其中i为射频电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，c_i为电子标签应答过程；

当乘客在站台上下车时，站台上下车RFID读写器n自动读取乘车卡射频电子标签i数据信息，并将数据表示为T_i(t,i,s_n,N_i,Train_i)，其中i为射频电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，N_i为乘客进站后站台上下车RFID读写器读取乘车卡射频电子标签的次数，Train_i为载有射频电子标签i的乘车卡的乘客乘坐的列车车号；且中心处理系统根据站台上下车RFID读写器读取乘车卡射频电子标签的次数判断乘客通过屏蔽门的过程状态，若读卡次数为奇数，则该过程为“上车离开”，若为偶数，则该过程为“下车到达”；乘客乘坐的列车为t时刻停靠该站台的列车，车号根据该车站列车进出站RFID读写器的读取数据确定；

当列车通过车站进出站位置时，列车进出站RFID读写器n自动读取列车车载射频电子标签i数据信息，并将数据表示为T_i(t,i,s_n,c_i)，其中i为电子标签的编号，t为信息读取时间、s_n为RFID读写器n所在车站，c_i为电子标签应答过程。

Images