CN113469465A - 一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，包括接口层、平台层和应用层，接口层用于与外部系统对接接口；平台层用于为系统建模、数据分析处理、数据存储；应用层读取平台层数据然后对客流和行车进行调度指挥，本系统先通过接口层中的客流数据接入和ATS系统接入把客流数据和行车数据传输给平台层，平台层通过客流接口和行车接口接收的数据进行实时数据库更新，通过客流行车分析引擎分析、调度联动分析引擎进行客流行车融合分析，最后应用层读取平台层客流行车融合分析数据；本发明的优点在于克服了现有技术中客流和信号行车独立处理分析的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统的技术领域，尤其是一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统。
背景技术
随着国内城市轨道交通的快速发展，各地城市轨道交通线网规模不断扩大，传统的单线路运营管理模式凸显弊端，如：信息不对称、指令多源化、跨线路协调调度困难等，多线路应急联动与指挥能力薄弱，既有模式已无法适应城市轨道交通网络化运营的需求。各地在城市轨道交通运营管理方面有着由单线路运营向网络化运营进行转变的迫切需求。
目前，国内部分城市已经建设了线网运营指挥中心，负责对线网运营进行总体的组织、指挥、协调和指导，一定程度上缓解了单线路运营管理模式下面临的严峻问题。但系统中核心的行车调度指挥(即运输能力)和客流分析(即运输需求)模块还是信息独立接入、独立逻辑处理，没有深度结合分析，导致运能与运量匹配分析不够深入，也无法有效预测未来运能与运量的匹配情况，进而无法有效为调度人员提供辅助决策及突发应急协调指挥。在线网调度指挥系统中，如何有效的将客流和信号行车进行融合协同分析，成为当下迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，包括接口层、平台层和应用层，所述接口层包括客流数据接入、运维分析接入、ATS系统接入，所述接口层用于与外部系统对接接口；
所述平台层包括实时数据库、历史数据库、调度联动分析引擎和客流行车分析引擎，所述平台层用于为系统建模、数据分析处理、数据存储；
所述应用层包括线网总览、列车监控、设备监控、报警监控、指标分析、基于客流的列车开行方案自动规划、客流和行车融合分析的调度辅助决策、客流和行车融合分析的应急行车协调指挥；所述应用层读取平台层数据然后对客流和行车进行调度指挥。
本系统先通过接口层中的客流数据接入和ATS系统接入把客流数据和行车数据传输给平台层，所述平台层通过客流接口和行车接口接收的数据进行实时数据库更新，通过客流行车分析引擎分析、调度联动分析引擎进行客流行车融合分析，最后所述应用层读取平台层客流行车融合分析数据然后对客流和行车进行基础行车调度指挥、列车开行方案规划、客流和行车融合分析的调度辅助决策、客流和行车融合分析的应急行车协调指挥。
本发明提供的一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，还具有以下技术特征：
进一步地，所述客流和行车融合分析的调度辅助决策通过智能分析算法和客流行车综合演算模型实现基于OD的客流数据和基于时间状态的信号行车数据在线网融合视图上的评估展现，实现实时行车动态下车站候车、列车载客客流趋势预测及预警。
所述客流和行车融合分析的调度辅助决策包括区间断面客流分析及告警、站台候车人数分析及告警、列车载客人数分析及告警、换乘断面客流分析及告警、车站客流出站速率分析及告警、客流行车指标分析与评估、车站客流趋势预测及预警、列车载客人数趋势预测及预警、换乘客流趋势预测及预警、车站客流出站速率趋势预测及预警。
所述客流行车指标分析与评估：包括正常运营状态下线网客流需求和运能投放的匹配分析、线网载客运输效率的分析、以及突发故障和应急事件处置过程中的客流运输和工作效能分析。
所述的客流和行车融合分析的应急行车协调指挥通过历史数据模型拟合、客流行车综合演算模型、智能算法实现突发故障或大客流场景下的客流与行车互作用关系和趋势分析，实现故障应急下线路间换乘客流与行车耦合关系分析，为故障情况下的线间行车协调提供技术支持。
所述的客流和行车融合分析的应急行车协调指挥包括线网客流行车建模及线网换乘关系分析建模、线路中断运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调、线路低速运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调、突发大客流时的客流预测分析和线网行车协调。
所述客流和行车融合分析的数据处理流程包括：线网调度指挥系统开放标准的客流数据接口和线路ATS接口，接入客流数据和行车数据，构建客流行车综合演算模型、历史数据模型拟合、智能算法分析，对接入的客流数据和行车数据进行融合协同分析，将分析数据通过视图、告警提示等方式展现给使用人员，为使用人员提供客流和行车融合分析的调度辅助决策和应急行车协调指挥。
本发明具有如下有益效果：
1、一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，克服了现有技术中客流和信号行车独立处理分析的缺陷。
2、客流和信号行车融合实时分析，有助于运营管理人员掌握现场运输需求和运输能力的匹配情况。
3、客流和信号行车融合推演预测，有助于运营管理人员了解未来运输需求和运输能力的匹配情况，提前准备应对策略。
4、在突发故障或大客流等异常场景下，客流和信号行车综合演算，有助于运营管理人员预判客流与信号行车互作用关系和趋势分析，为故障情况下的线间行车协调提供决策支持。
附图说明
图1本发明一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统的技术架构图。
图2本发明一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统中客流和行车融合分析功能模块示意图。
图3本发明一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统中客流和行车融合分析数据处理流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行，清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，包括接口层、平台层和应用层，所述接口层包括客流数据接入、运维分析接入、ATS系统接入；所述接口层用于与外部系统对接接口；汇聚外部接口系统数据，用于线网调度指挥系统业务应用使用；如：从ATS系统采集汇聚线路行车数据信息，从客流数据接口采集汇聚OD数据、断面客流数据。
所述平台层包括实时数据库、历史数据库、调度联动分析引擎和客流行车分析引擎，所述平台层用于为系统建模、数据分析处理、数据存储；
平台层为系统的核心业务逻辑处理层，如：将采集的ATS行车数据和采集的客流数据进行融合处理，分析运输能力和运输需求的匹配情况。
所述应用层包括线网总览、列车监控、设备监控、报警监控、指标分析、基于客流的列车开行方案自动规划、客流和行车融合分析的调度辅助决策、客流和行车融合分析的应急行车协调指挥；所述应用层读取平台层数据然后对客流和行车进行调度指挥。
客流和行车信息深度结合，可以有效分析当前运能与运量匹配情况，以及预测未来运能与运量的匹配情况，为调度人员提供辅助决策及突发应急协调指挥指导。
本系统先通过接口层中的客流数据接入和ATS系统接入把客流数据和行车数据传输给平台层，所述平台层通过客流接口和行车接口接收的数据进行实时数据库更新，通过客流行车分析引擎分析、调度联动分析引擎进行客流行车融合分析，最后所述应用层读取平台层客流行车融合分析数据然后对客流和行车进行基础行车调度指挥、列车开行方案规划、客流和行车融合分析的调度辅助决策、客流和行车融合分析的应急行车协调指挥。
所述客流和行车融合分析的调度辅助决策通过智能分析算法和客流行车综合演算模型实现基于OD的客流数据和基于时间状态的信号行车数据在线网融合视图上的评估展现，实现实时行车动态下车站候车、列车载客客流趋势预测及预警。
所述客流和行车融合分析的调度辅助决策包括区间断面客流分析及告警、站台候车人数分析及告警、列车载客人数分析及告警、换乘断面客流分析及告警、车站客流出站速率分析及告警、客流行车指标分析与评估、车站客流趋势预测及预警、列车载客人数趋势预测及预警、换乘客流趋势预测及预警、车站客流出站速率趋势预测及预警。
所述客流行车指标分析与评估：包括正常运营状态下线网客流需求和运能投放的匹配分析、线网载客运输效率的分析、以及突发故障和应急事件处置过程中的客流运输和工作效能分析。
通过构建全线网总览视图，将综合客流、行车在内的信息融合分析后，过滤选择体现运营总体状态和具有网络级影响的突发事件告警在该视图上展现，主要展现内容包括但不限于：线路行车动态、线路断面客流、客流拥挤度、重要运营告警、客流行车指标分析等，协助线网调度快速发现运营关键问题。通过构建枢纽视图，对线网内重点换乘区域或大客流区域，实现对多条线路进行集中监督管理，实时监视该区域的行车情况、换乘客流情况，并对换乘客流进行动态的分析及异常告警。依据客流行车综合演算模型，将采集汇聚的历史和实时数据进行计算并展现多种行车客流融合指标；这些指标支持线网调度掌握线路上运能和客流满足情况，并协调线路调度对行车安排作出必要的调整；这些分析指标可以计算历史值、当前值和预测值，其中预测值会根据当前系统采集汇聚到的行车安排进行推演，发现如果超过设定阈值可以推出告警；而当线路调度进行了临时加车、减车、跳停、交路调整等操作时，系统根据变更的预测计划重新推演未来的这些指标并显示出来，从而直观反映调整后的效果，便于调度决策以及随时更换决策内容；计算指标包括：车站客流出站速率、车站站台候车人数、列车载客人数、列车未来载客人数等。
所述的客流和行车融合分析的应急行车协调指挥通过历史数据模型拟合、客流行车综合演算模型、智能算法实现突发故障或大客流场景下的客流与行车互作用关系和趋势分析，实现故障应急下线路间换乘客流与行车耦合关系分析，为故障情况下的线间行车协调提供技术支持。
所述的客流和行车融合分析的应急行车协调指挥包括线网客流行车建模及线网换乘关系分析建模、线路中断运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调、线路低速运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调、突发大客流时的客流预测分析和线网行车协调。
所述的线网客流行车建模及线网换乘关系分析建模。构建线网级客流动态换乘模型，分析并建模线网内所有具有换乘关系的线路运行拓扑和可达交路路径，结合所有线路的各特征日期、各时段、常态运行下的换乘客流流向和速度数据，建立详细的换乘可达路径关系；该模型用于结合线网可能发生的中断行车故障影响区域和影响时间，评估建立各线各区域中断行车故障发生时的可能变更换乘路径和变更换乘客流。
所述的线路中断运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调。系统综合考虑当前时段客流、故障线路运行中断区域范围、乘客换乘意向及放弃地铁改换其他交通方式的比例，推算相关换乘车站的换乘客流增减变化，推算受到变更换乘客流影响的线路断面客流，指导相关线路调度员及时设定调度策略和响应运能投放，具体包括：对于换乘压力增大的线路区域，调度员可通过投放备车，新增临时小交路的方式同步增加运能，避免过度拥挤造成的风险。如某种换乘路径变更方案带来的换乘客流超过某一条换乘线路的运能上限，也可以采取关闭或者限流某处换乘通道，全线网引导乘客选择其他换乘路径。
所述的线路低速运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调。系统通过模型预测评估各线路在当前列车运行状态下的客流流动速率，包括断面客流和换乘客流。当一条线路发生低速运行故障时，并导致本线路的列车运行时间发生变化，以及调度对行车安排进行变更调整时，线网调度系统可以通过客流行车叠加分析模型，评估相应换乘站换乘客流的变化情况，从而形成对相邻换乘线路的协同调度策略建议：评估分析当某条线路发生低速运行故障，其在某些换乘站的载客运输能力发生下降，此时应评估低速运行故障的持续时间，以及邻线换入客流与当前线路运能的差异，如果故障时间较长，运能差距较大可能导致换乘通道阻塞风险，此时可在邻线择机采用跳停策略暂停换乘，同时采取全路网发布乘客换乘引导措施，引导大换乘客流方向的乘客改选其他换乘路线；同时在相关的线路应采取与变更的换乘客流幅度相对应的运能调整操作，包括且不限于投放备车，调整运行交路等。
所述的突发大客流时的客流预测分析和线网行车协调。系统对线路之间换乘的客流进行模型预测，当发现有个换乘车站无法有效的容纳某个方向的换乘客流，在换乘流入站台或相关区域出现客流积压的情况，线网层调度可以协调相关换乘流出和流入线路，在流入线路通过备车投放或其他手段扩展运能，或在流出线路采取部分列车越行、引导提前换乘等手段，
管控客流，避免换乘客流不匹配造成的乘客聚集风险。
所述客流和行车融合分析的数据处理流程包括：线网调度指挥系统开放标准的客流数据接口和线路ATS接口，接入客流数据和行车数据，构建客流行车综合演算模型、历史数据模型拟合、智能算法分析，对接入的客流数据和行车数据进行融合协同分析，将分析数据通过视图、告警提示等方式展现给使用人员，为使用人员提供客流和行车融合分析的调度辅助决策和应急行车协调指挥。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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 (7)
1.一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：包括接口层、平台层和应用层，所述接口层包括客流数据接入、运维分析接入、ATS系统接入，所述接口层用于与外部系统对接接口；
所述平台层包括实时数据库、历史数据库、调度联动分析引擎和客流行车分析引擎，所述平台层用于为系统建模、数据分析处理、数据存储；
所述应用层包括线网总览、列车监控、设备监控、报警监控、指标分析、基于客流的列车开行方案自动规划、客流和行车融合分析的调度辅助决策、客流和行车融合分析的应急行车协调指挥；所述应用层读取平台层数据然后对客流和行车进行调度指挥；
本系统先通过接口层中的客流数据接入和ATS系统接入把客流数据和行车数据传输给平台层，所述平台层通过客流接口和行车接口接收的数据进行实时数据库更新，通过客流行车分析引擎分析、调度联动分析引擎进行客流行车融合分析，最后所述应用层读取平台层客流行车融合分析数据然后对客流和行车进行基础行车调度指挥、列车开行方案规划、客流和行车融合分析的调度辅助决策、客流和行车融合分析的应急行车协调指挥。
2.根据权利要求1所述一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：所述客流和行车融合分析的调度辅助决策通过智能分析算法和客流行车综合演算模型实现基于OD的客流数据和基于时间状态的信号行车数据在线网融合视图上的评估展现，实现实时行车动态下车站候车、列车载客客流趋势预测及预警。
3.根据权利要求1或2所述一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：所述客流和行车融合分析的调度辅助决策包括区间断面客流分析及告警、站台候车人数分析及告警、列车载客人数分析及告警、换乘断面客流分析及告警、车站客流出站速率分析及告警、客流行车指标分析与评估、车站客流趋势预测及预警、列车载客人数趋势预测及预警、换乘客流趋势预测及预警、车站客流出站速率趋势预测及预警。
4.根据权利要求3所述一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：所述客流行车指标分析与评估，包括正常运营状态下线网客流需求和运能投放的匹配分析、线网载客运输效率的分析、以及突发故障和应急事件处置过程中的客流运输和工作效能分析。
5.根据权利要求1所述一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：所述的客流和行车融合分析的应急行车协调指挥通过历史数据模型拟合、客流行车综合演算模型、智能算法实现突发故障或大客流场景下的客流与行车互作用关系和趋势分析，实现故障应急下线路间换乘客流与行车耦合关系分析，为故障情况下的线间行车协调提供技术支持。
6.根据权利要求1或5所述一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：所述的客流和行车融合分析的应急行车协调指挥包括线网客流行车建模及线网换乘关系分析建模、线路中断运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调、线路低速运行故障下的换乘客流预测分析和行车协调、突发大客流时的客流预测分析和线网行车协调。
7.根据权利要求1、2、3、5所述一种基于客流和信号行车融合协同分析的线网调度指挥系统，其特征在于：所述客流和行车融合分析的数据处理流程包括：线网调度指挥系统开放标准的客流数据接口和线路ATS接口，接入客流数据和行车数据，构建客流行车综合演算模型、历史数据模型拟合、智能算法分析，对接入的客流数据和行车数据进行融合协同分析，将分析数据通过视图、告警提示等方式展现给使用人员，为使用人员提供客流和行车融合分析的调度辅助决策和应急行车协调指挥。
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| CN114148380A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-08 | 南京恩瑞特实业有限公司 | 一种线网行车监视系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211001 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |