CN103605864B - 一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法 - Google Patents

一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法，该运行图显示方法包括如下步骤：1）创建城市轨道交通的各条线路；2）设定路网中城市轨道交通线路中的换乘站对交通线路进行显示，并利用贝塞尔曲线对车站之间的区间进行调整；3）以时间为横坐标，距离为纵坐标，确定单条城市轨道交通线路的列车运行图显示方式；4）根据列车运行图和乘客的换乘走行时间，确定每个换乘站的乘客换乘衔接图。所述乘客换乘走行线将换出线路与换入线路的列车运行计划联系起来，为精确分析各条城市轨道线路列车运行计划之间的协调性、乘客换乘的便捷性提供了图形化支持。

Description

一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术，特别是涉及一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法。
背景技术
城市轨道交通作为一种高效、绿色、安全的城市公共交通方式，近年来得到了快速发展，用来缓解交通拥堵和环境污染等问题。我国大型城市的城市轨道交通线路的建设已开始形成规模，城市轨道交通网络逐步完善，路网层面的列车运行计划优化成为了城市轨道交通运营组织的重要内容。
在实际的运营管理中，为了便于观察和输出，城市轨道交通路网的显示并非按照车站和区间的实际地理坐标布局，而是在保留其线型特征的基础上，根据线路走向和各条线路之间的关系将线路抽象。在各车站相对位置确定后，需要一种灵活、简便的方法来对车站间区间的形态进行调整，来满足全路网轨道交通线路显示的需求。
城市轨道交通列车运行图是运营生产的核心，列车运行图编制的质量直接影响到城市轨道交通系统的服务水平。在城市轨道交通线路成网后，乘客的换乘越来越频繁，然而目前的城市轨道交通列车运行图的编制往往是各条线路独立进行，缺乏对各条线路间以及整个路网运行计划的有效分析手段，在运行计划实施阶段也很难对乘客的换乘情况进行追踪。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种适用于各种规模的城市轨道交通网络的列车运行图显示方法。该方法能够对城市轨道交通抽象路网进行灵活调整，方便了运营管理人员对路网的观察和输出。在路网列车运行图显示中，本发明运用乘客换乘衔接图，将不同线路的列车运行计划在换乘站进行关联，用图形化手段显示乘客的换乘情况，清晰地表示出乘客能够换乘的列车车次以及在站台的等候时间，为各线路的列车运行计划的协调性分析提供了一种图形化的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法，该运行图显示方法包括如下步骤：
1）创建城市轨道交通的各条线路；
2）设定路网中城市轨道交通线路中的换乘站对交通线路进行显示，并利用贝塞尔曲线对车站之间的区间进行调整；
3）以时间为横坐标，距离为纵坐标，确定单条城市轨道交通线路的列车运行图显示方式；
4）根据列车运行图和乘客的换乘走行时间，确定每个换乘站的乘客换乘衔接图。
所述乘客换乘衔接图主要包括三部分：第一部分为乘客换出线路的部分运行图，包括换乘站以及与换乘站相邻的两个车站；第二部分为乘客换入线路的部分运行图，也包括换乘站以及与换乘站相邻的两个车站；第三部分为乘客换乘走行线，联系两部分的运行图。
所述确定每个换乘站的乘客换乘衔接图包括：对于连接n条线路的换乘站，以每条乘客换出的线路为基础，共绘制n张乘客换乘衔接图；每张衔接图中的换入线路部分需要包含n-1条可能换入线路的运行图；乘客的换乘走行线以虚线表示，并按换入线路的上下行方向以不同颜色区别，换乘走行线所跨横轴长度为乘客换乘的平均走行时间t,换乘走行线起点时刻Ts和终点时刻Te之间的关系为Te＝Ts+t。
本发明的优点在于：
本发明一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法，能够实现城市轨道交通路网和网络运行图衔接的显示。并利用Bezier曲线对城市轨道交通抽象路网进行灵活调整，满足显示需求。所述换乘站乘客换乘衔接图，运用该衔接图分析乘客在换乘站的换乘活动，利用乘客换乘走行线将换出线路与换入线路的列车运行计划联系起来，为精确分析各条城市轨道线路列车运行计划之间的协调性、乘客换乘的便捷性提供了图形化支持。
附图说明
图1:二次贝塞尔曲线；
图2:城市轨道交通路网图；
图3:Ⅰ号线列车运行图；
图4:Ⅱ号线列车运行图；
图5:D站换乘衔接图（Ⅰ号线换至Ⅱ号线）；
图6:D站换乘衔接图（Ⅱ号线换至Ⅰ号线）。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的说明。本发明一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法包括如下步骤。
步骤1：以线路为单位，创建城市轨道交通的各条线路。
（1）按顺序输入车站名称以及各车站在路网显示中的坐标。
（2）设定车站的属性，包括首末站、车辆段、停车场等。在城市轨道交通路网中将不同类型的车站分类显示，便于快速识别车站属性。
（3）设定城市轨道交通运营线路的颜色，将各车站（车辆段、停车场）间用直线连接，得出初始线路示意图。
步骤2：路网中城市轨道交通线路显示调整及换乘站设定。
（1）为了使路网中的运行线路显示更加符合实际、更加直观，利用贝赛尔曲线（Bezier Curve）添加控制点，对区间线路进行调整。
贝塞尔曲线是一种重要的曲线构造方法，在城市轨道交通路网显示时仅需要对线路的整体走向和线路之间的衔接关系进行标示，这种显示对线路区间的精确性要求不高，因此可以使用二次贝塞尔曲线对两站之间的区间进行调整。
将区间两端的车站A、B设为控制点PA和PS，根据线路的走向特征以及路网整体布局需要选择控制点PAB，根据二次贝塞尔曲线公式得到所需的区间显示，如图1所示。
Pt＝(1-t)2PA+2t(1-t)PAB+t2PB 0≤t≤1
遇到线型变化较多的线路，也可将控制点PA和PB设为区间中的任意点，对区间线路形状进行调整。
（2）设定换乘站，建立起不同线路之间的联系。
步骤3：确定单条城市轨道交通线路的列车运行图显示方式。
列车运行图是对列车运行时空过程的图解，它以横坐标表示时间，纵坐标表示距离，车站中心线按区间运行时分的比率确定。列车运行线根据上下行、出入段等不同属性设定为不同颜色。
步骤4：根据列车运行图和乘客的换乘走行时间，对每个换乘站分别绘制乘客换乘衔接图。
乘客换乘衔接图主要包括三部分：第一部分为乘客换出线路的部分运行图，包括换乘站以及与换乘站相邻的两个车站；第二部分为乘客换入线路的部分运行图，也包括换乘站以及与换乘站相邻的两个车站；第三部分为乘客换乘走行线，联系两部分的运行图。
对于连接n条线路的换乘站，以每条乘客换出的线路为基础，共可绘制n张乘客换乘衔接图；每张衔接图中的换入线路部分需要包含n-1条可能换入线路的运行图；乘客的换乘走行线以虚线表示，并按换入线路的上下行方向以不同颜色区别，换乘走行线所跨横轴长度为乘客换乘的平均走行时间t,换乘走行线起点时刻Ts和终点时刻Te之间的关系为Te=Ts+t。
本实例选取包含2条城市轨道交通线路、13个车站、2个换乘站的城市轨道交通网络，对本发明做进一步说明。
步骤1：建立Ⅰ号线和Ⅱ号线两条城市轨道交通线路。
Ⅰ号线为直线型线路，按顺序包含A站、B站、C站、D站、E站、F站、G站、H站共8个车站。Ⅱ号线为环型线路包含I站、D站、J站、K站、G站、L站、M站共7个车站。
两条线路各设有一个车辆段，Ⅰ号线中B站为车辆段，Ⅱ号线中M站为车辆段。为了区别普通车站与车辆段，在线路显示中，普通车站用实心圆点表示，车辆段或停车场用空心原点表示。
城市轨道交通的不同线路常以不同的颜色加以区分，本例中以红色代表Ⅰ号线，以蓝色代表Ⅱ号线。
步骤2：路网中线路显示调整及换乘站设定。
各站的坐标仅决定了车站的位置，车站之间的区间只能用直线连接，因此需要二次贝塞尔曲线进行进一步调整，本例中需要调整的区间有A站到B站、B站到C站、D站到I站、I站到L站、G站到K站、K站到J站，调整后的城市轨道交通路网显示图如图2所示。
本例中，Ⅰ号线和Ⅱ号线在D站和G站相交，乘客可以在这两个车站进行换乘，因此D站和G站为换乘站。
步骤3：单条城市轨道交通线路的列车运行图显示。
在城市轨道交通列车运行图中，列车运行线按照列车运行方式可以分为上行、下行和出入段，为了便于管理人员和技术人员识别，将不同类型的运行线设置为不同的颜色，本例中将上行运行线设置为红色，下行运行线设置为绿色，出入段车辆的运行线设置为黑色。
车次是列车运行线的重要标识码，在列车运行图中车次标注在列车运行线的起始位置下方。车次号是6位数字，包括表号、上下行和列车运行序号三部分。其中，表号为2位数字，用来显示车底；上下行用1位数字表示，“1”表示下行，“2”表示上行；列车运行序号为三位数字，表示列车运行的顺序号。对于直线型线路，在运行图的上方和下方还需标示出列车周转方案。Ⅰ号线和Ⅱ号线的列车运行图分别如图3和图4所示。
步骤4：绘制换乘站的乘客换乘衔接图，仅以换乘站D站加以说明，按照同样方法可绘制G站的乘客换乘衔接图。
换乘站D站衔接Ⅰ号线和Ⅱ号线共2条线路，需要绘制2张乘客换乘衔接图，每张衔接图中的换入线路部分需要包含1条可能换入线路的运行图。因此，需要分别绘制Ⅰ号线乘客换入Ⅱ号线和Ⅱ号线乘客换入Ⅰ号线两张换乘衔接图。
首先绘制Ⅰ号线乘客换入Ⅱ号线的乘客换乘衔接图，Ⅱ号线乘客换入Ⅰ号线的乘客换乘衔接图可按此法绘制。该衔接图分为上中下三层，上层为乘客换出线路Ⅰ号线的部分列车运行图，包括与D站相邻的C站和E站。下层为乘客换入线路Ⅱ号线的部分列车运行图，包括与D站相邻的I站与J站。上下两层的运行图时间轴一一对应，由中层的乘客换乘走行线连接。
城市轨道交通的换乘分为多种方式，换乘方式或换乘通道的不同使乘客换乘至另一条线路不同方向站台的换乘走行时间也会不同。因此在处理换乘走行线的时候，需要按照不同的换乘方向分别表示，以红色虚线表示乘客换至另一线路上行方向站台的换乘走行线，以绿色虚线表示乘客换至下行方向站台的换乘走行时间。D站的换乘衔接图如图5和图6所示。
换乘走行线是Ⅰ号线上列车在D站的停站时刻与乘客到达Ⅱ号线站台时刻的连线。例如021016次列车9:07:30停靠Ⅰ号线D站下行站台，乘客换乘至Ⅱ号线D站上行方向站台的平均换乘走行时间为2’30”，到达上行站台的时刻为9:10:00，换乘至下行方向的平均换乘走行时间为3’00”，到达下行站台的时刻为9:10:30。
从衔接图中可计算出乘坐021016次列车的乘客到达Ⅱ号线D站后能够换乘的列车，并可计算出乘客在站台的平均等候时间。换乘Ⅱ号线上行方向的乘客不能换乘132014次列车，能够换乘132015次列车，平均等候时间为9’30”；换乘下行方向的乘客不能换乘121211次列车，能够换乘121212次列车，平均等候时间为7’00”。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法，其特征在于，该运行图显示方法包括如下步骤：
1)创建城市轨道交通的各条线路；
2)设定路网中城市轨道交通线路中的换乘站对交通线路进行显示，并利用贝塞尔曲线对车站之间的区间进行调整；将区间两端的车站A、B设为控制点PA和PB，根据线路的走向特征以及路网整体布局选择控制点PAB，根据二次贝塞尔曲线公式得到所需的区间显示：
Pt＝(1-t)2PA+2t(1-t)PAB+t2PB 0≤t≤1
遇到线型变化较多的线路，进一步将控制点PA和PB设为区间中的任意点，对区间线路形状进行调整；
3)以时间为横坐标，距离为纵坐标，确定单条城市轨道交通线路的列车运行图显示方式；
4)根据列车运行图和乘客的换乘走行时间，确定每个换乘站的乘客换乘衔接图。
2.根据权利要求1所述的一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法，其特征在于，所述乘客换乘衔接图包括三部分：第一部分为乘客换出线路的部分运行图，包括换乘站以及与换乘站相邻的两个车站；第二部分为乘客换入线路的部分运行图，也包括换乘站以及与换乘站相邻的两个车站；第三部分为乘客换乘走行线，联系两部分的运行图。
3.根据权利要求1或2所述的一种城市轨道交通网络列车运行图显示方法，其特征在于，确定每个换乘站的乘客换乘衔接图包括：对于连接n条线路的换乘站，以每条乘客换出的线路为基础，共绘制n张乘客换乘衔接图；每张衔接图中的换入线路部分需要包含n-1条可能换入线路的运行图；乘客的换乘走行线以虚线表示，并按换入线路的上下行方向以不同颜色区别，换乘走行线所跨横轴长度为乘客换乘的平均走行时间t,换乘走行线起点时刻Ts和终点时刻Te之间的关系为Te＝Ts+t。
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