CN115320677A - 一种永磁磁浮轨道交通预约车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，包括客户端和后台；客户端包括晚间预约模块和日间预约模块；后台包括数据存储区和管理区，数据存储区存储发车时刻表、用户信息和预约记录等信息；管理区进行时空调节，包括分时模块和列车推荐模块；分时模块实现时间的划分进入不同的预约模式，在进行对应的预约选择之后及时给出响应；夜间模式下列车停止时刻表发车，为预约发车状态；日间模式下预约为时刻表发车的列车，省去等待时间；在日间预约车辆坐满的情况下，系统会给出推荐出行列车时刻表。本发明的分时预约解决不同交通问题，夜间预约模式解决了24小时通勤的城市交通，日间预约模式则是缓解交通拥堵问题以及改变出行方式。
Description
技术领域
本发明涉及城轨交通技术领域，尤其涉及一种永磁磁浮轨道交通预约车系统。
背景技术
新型永磁磁浮轨道交通系统。于2019年初建设完成了国际首条60米长的悬挂式永磁磁浮轨道交通系统(红轨)技术验证线，该技术是继电磁悬浮和超导悬浮之后的第三大技术系列。随后于2022年，红轨工程示范线已成功在兴国落地建设—“兴国磁浮线”，该建设线预计建设长度为7.37公里，初期建设1公里左右。系统由稀土永磁悬浮模块、直线永磁同步电机驱动模块，智能定位与走行控制模块、地面供电模块、无线数据传输与运行控制模块、轨道支持与基础等六大部分组成。系统的主要功能是全线路铺设永磁磁轨，与走行系统的磁块实现悬浮，在永磁直线电机驱动下实现安全、无重载摩擦平稳运行。
该系统具有生态、智能、安全、经济等特点，爬坡能力强、转弯半径小、智能化程度高、不占地等显著性能优势。适用于中低运量交通场合，尤其适用于沿江环湖、风景区、中小城市及相关连接线、接驳线等。对于沿江、环湖、海边、高寒、荒漠等常规轨道交通制式难以适用的场合也能很好地适用，为解决城市交通网络微循环提供了一种科学的解决方案，完成工程验证，形成工程技术规范后，可为城乡交通连接、机场高铁等场站接驳、景区旅客运输、港口货物转运提供一种新制式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，可以针对出行进行多样化的定制，提升出行的效率与交通运营时间。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，包括客户端和后台；所述客户端包括夜间预约模块和日间预约模块；后台分为数据存储区和管理区，其中数据存储区存储发车时刻表、用户信息，预约记录等信息；管理区进行调节，包括分时模块和空余列车推荐模块。
所述分时模块用于时间划分，在不同的时间段内进入不同的模式进行预约，晚上十点至第二天早上六点设定为夜间模式，白天六点到晚上十点为日间模式；
所述夜间预约模块，在夜间车辆停止时刻表发车，乘客可以提前进行预约，选择上车站点以及到站大致时间，同时进行人数选择，最后给定费用；
所述夜间预约模块，实现24小时通勤的交通目标，24小时车内摄像头自动摄取，一键呼叫，能够实现深夜安全的出行；
所述日间预约模块，白天车辆按照时刻表发车，乘客可提前进行预约，后台提供多种预约方案，乘客根据自身需求进行选择预约方案，之后选择相应乘车站点，后台在统计单次车辆的预约人数，进行车次调节；
所述日间预约模块，多种预约方式存在，给人们出行带来更多元快捷的选择方案，例如一次性预约(适用于旅客游玩)，周期性预约(适用于有周期性出行需求的乘客，避免因为失误造成出行不便)，团体预约，残疾人士预约(爱心预约)等预约方案。
所述日间预约模块用于，缓解各站点拥堵情况，减少乘客出行等待时间，提供给人们更快捷更便利的交通出行选择方案；
所述空余列车推荐模块，用于当乘客所选预约车辆预约人数已达荷载量之后，给予乘客一个列车出行推荐方案，能够让乘客更方便选择就近时刻尚未满载的车次或是换用其他出行方式。
进一步的：所述日间预约模块还用于：为了减少无效的拥挤排队，同时避免高峰人流的过度拥堵对同站点其余出站乘客的影响，通过预约将实际出行过程中的拥堵排队转变为线上排队，将拥堵的时间转变为在家等待；
利用信息化手段，按照用户实际通过拥堵站点的时间和顺序安排时刻表，同时从系统最优的角度适当优化调节，改善供需匹配的精准程度，避免人流的过度拥堵对系统效率的干扰；
同时多种预约方式存在，给人们带来多元化的出行方式选择，包括但不限于一次性预约、周期性预约、团体预约、爱心预约方案。
进一步的：所述后台中的数据存储区；后台集中收集用户端获取的预约信息、历史及实时交通态势、车辆状态等多源交通数据，存储于数据存储区，在此基础下依托实时动态交通仿真模拟技术、出行时刻表编制优化技术，按照后台综合情况汇总，来编排出行时刻表。
进一步的：所述空余列车推荐模块还用于：对出行者的出行需求提供更快捷多元的选择方案，进行优化匹配计算，调整出行者通过出行高峰时刻的时间和顺序，为其安排线上排队；并生成交通资源按需调度方案，通过后台和管理系统传达给交通管理者和服务提供者。
进一步的：所述客户端是用户参与预约以及获取线上排队情况的媒介，一般为APP或者小程序。
进一步的：预约正常通过，支付乘车费用，等到需要坐车时候，乘客凭二维码乘坐；所述二维码乘车具体用于：二维码后台绑定乘客身份信息，包括核酸检测信息和行程卡信息，在预约成功后进站时一键识别相关信息，在疫情期间做到安全防控的同时减少进站等待时间。
与现有技术相比，本发明的永磁磁浮轨道交通预约车系统运用于新型永磁磁浮轨道交通，实现24小时通勤的交通目标，给人们出行提供多元化的选择；能够给人们提供一个更加安全的夜间外出环境。减少无效的拥挤排队，即通过预约将在出行过程中的拥堵排队转变为线上排队，从而节省时间费用。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书中的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统的结构示意图之一。
图2为本发明实施例所提供的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统的日间工作全模式图。
图3为本发明实施例所提供的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统的夜间模式图。
图4为本发明永磁磁浮轨道交通预约车系统的实施流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
经过研究发现，现有城市交通由于人员线路等问题无法实现24小时运行，同时在日常运行中受到季节天气以及早晚高峰等因素的影响，所有出行者最终都会在某时刻在某站点出现拥堵情况。但是，大多数出行者在站点的拥堵等待是毫无意义的，造成大量的时间和精力损耗。
具体的，参阅图1、4，一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，包括：客户端和后台(数据存储区和管理区)；所述客户端包括夜间预约模块和日间预约模块；后台分为数据存储区和管理区，其中数据存储区存储发车时刻表、用户信息，预约记录等信息；管理区进行时空调节，也即包括分时模块和空余列车推荐模块。
所述分时模块用于进行时间划分，在不同的时间进入不同的模式进行预约，晚上十点至第二天早上六点设定为夜间预约模式，白天六点到晚上十点为日间预约模式；
所述夜间预约模块用于，在夜间车辆停止时刻表发车后，乘客可以提前进行预约，选择上车站点以及到站大致时间，同时进行人数选择，最后给定费用(费用为预约费用加站点费用。若出现多人同时预约情况，则预约费用均分；预约位置为不同站点但是为同一车辆，预约费用均分)；
所述日间预约模块用于，白天车辆按照时刻表发车，乘客可提前进行预约，后台提供多种预约方案，乘客根据自身需求进行选择预约方案，之后选择相应乘车站点，后台实时统计单次车辆的预约人数，进行车次调节；
所述空余列车推荐模块用于，当乘客所选预约车辆预约人数已达荷载量之后，给予乘客一个列车出行推荐方案，能够让乘客更方便选择就近时刻尚未满载的车次或是换用其他出行方式。
为便于对本实施例进行理解，首先对本公开实施例所公开的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统进行详细介绍：
首先，先移除一些不确定因素对预约出行的影响；
(1)假定所有预约者在预约时段内是均匀到达的。
(2)出行者会被心理因素影响出行，所以假定所有预约者均不会违约(取消预约可以，不会预约后不出行)。
(3)假定所有车次完好运行，不存在大面积车辆损坏情况。
具体的，如图2所示，日间预约模式下，列车按照时刻表发车，乘客可以在出行一小时之前进行预约，乘客有几种预约方案可供选择：a、一次性预约(单次预约)；b、周期性预约(比如这一周的某一时刻都需要出行，可进行周期性预约，只需预约一次，可一周直接乘车)；c、团体预约(多人出行预约)；d、残疾人士预约(提供爱心通道与帮助)，在选择完预约方案之后，进行乘车区间选择。
然后，在选择好了乘车区间之后，根据列车发车时刻表选择预约的车次，与此同时，后台实时更新并统计单次车辆预约请求的提交人数，若预约人数小于等于设定荷载量，预约正常通过，支付乘车费用，等到需要坐车时候，乘客凭二维码乘坐，若预约人数超过设定荷载量，预约显示不成功，此时可以选择跳转到空余列车推荐模块或者结束预约。
具体的，荷载量设定，考虑到有老年人以及小孩没有智能手机情况或者有人需要临时出门等情况，不将整车能坐所有人数均设定为预约情况，预留20％的名额于此情况下。
具体的，二维码使用，二维码后台绑定乘客身份信息，包括核酸检测信息和行程卡信息，在预约成功后进站时一键识别相关信息，在疫情期间做到安全防控的同时减少过多的进站耽误时间。
具体的，空余列车推荐模块，日间时刻，列车按照发车时刻表进行运行，每趟车辆均可以进行预约，但预约车辆荷载有限，当乘客所选择的车次荷载已满之后，乘客选择此模块之后，会将所预约车次的前后三趟列车中尚未预约满载的列车进行推荐，免去乘客反复操作时间，提供更优质服务。
具体的，日间预约乘车费用设定，按照距离收费：6公里以内2元，6-12公里3元，12-22公里4元，22-32公里5元，超出32公里每1元可乘坐10公里。
同时，乘客在预约成功之后，在列车发车前20分钟之内不得随意取消预约，取消则扣除乘车费用的25％作为手续费，在20分钟之外可以免费取消预约。
具体的，如图3所示，夜间预约模式下，此时车辆处于完全预约模式，也即不按照时刻表发车，有乘客预约时才会发车。当乘客有出行需求时，首先确定出行人数，然后选择上车的站点，再确定到站的大致时间，与此同时车辆在接到预约请求后会根据乘客到站大致时间从总站出发，抵达预约站点处等待15分钟，确保乘客能在列车等待时间之内上车，在乘车出行之后，到站后支付费用。若有多人预约情况出现，按照预约到站时间优先原则先接，然后依次接其他乘客，若预约时间相同则按照预约站点远近进行接乘客的顺序。
其中，夜间预约费用不同于日间预约费用，夜间预约费用在日间预约费用基础上加上预约车次费用。若出现多人同时预约情况，则预约费用均分；预约位置为不同站点但是为同一列车，预约费用也均分。此时列车按照远近距离依次接乘客。
并且，由于列车为无人驾驶，为了保证乘客夜间出行安全，预约时可以绑定紧急联系人，有事情时可紧急呼叫，同时列车总站24小时值班，预约系统上可以一键呼叫，同时绑定的紧急联系人可在客户端看到乘车人的实时位置。
数据存储区，用于存储发车时刻表、用户信息，预约记录等信息；乘客可一键查询预约记录。
其中，发车时刻表，根据预约信息、历史及实时交通态势、车辆状态等多源交通数据，依托实时动态交通仿真模拟技术、出行时刻表编制优化技术，根据高峰平峰编排出行时刻表。在高峰时刻(早晚高峰以及节假日)列车设定为5分钟一列，每一站停留时间为1分钟；平峰时刻列车设定为10分钟一列，站点停留时间不变(此时刻表为初始营业时刻表，后续可调整)。
作为一种可能的实施方式，分时模块可采取简单的函数冒泡，快排即可实现；或者是用最简单逻辑语句：
作为一种可能的实施方式，发车时刻表的制定采用神经网络模型，这里采用GRU门控循环神经网络，先将列车按此预约系统试运营三月，期间后台集成了用户端获取的预约信息、历史及实时交通态势、车辆状态等多源交通数据，存储于数据存储区，在此基础下依托实时动态交通仿真模拟技术、出行时刻表编制优化技术，按照预约情况，根据实际时段预约人数来编排出行时刻表。
以均方根误差来判定发车时刻表制定的准确性：
式中，yt为地铁进站客流预测值，yi为地铁进站客流真实值，N为样本数量。均方根误差反映了预测值与真实值之间的偏差，代表预测的总体可靠性，其值越小，说明预测偏差越小，即预测总体越可靠。
作为一种可能的实施方式，客户端所含的日间预约模块和夜间预约模块使用神经网络模型，这里采用组合神经网络LGBM+XGBOOST进行实现，设定客流的预约阈值。作为一种可能的实施方式，后台采用云平台进行搭建。云平台通过对出行者历史出行状态汇总，结合用户上传的预约，利用快速交通动态仿真评估技术，结合预测推演，形成未来出行时空分布态势。其次，依托出行时刻表编制优化算法，按照实际预约人数编制时刻表，并对预约需求分布开展优化调节，将用户拥堵的时间转变为在家等待，并将时刻表的出行方案回传给客户端。再以时刻表为基础调度资源、安排服务，形成供给时刻表，促进交通系统供需均衡。
Claims (8)
1.一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，包括客户端和后台，其特征在于，所述客户端，包括夜间预约模块和日间预约模块；所述后台包括数据存储区和管理区；管理区进行时空调节，包括分时模块和空余列车推荐模块；
所述分时模块用于进行时间划分，在不同的时间进入不同的模式进行预约；
所述夜间预约模块，用于在夜间车辆停止时刻表发车，乘客能够提前进行预约，选择上车站点以及到站大致时间，同时进行人数选择，最后给定费用；
所述日间预约模块，用于白天车辆为时刻表发车，乘客能提前进行预约，后台提供多种预约方案，乘客根据自身需求进行选择预约方案，在统计单次车辆的预约人数，进行调节；
所述空余列车推荐模块，用于当乘客所选预约车辆预约人数已满之后，给予乘客一个列车出行推荐方案，就近选择出行时刻表列车；
所述数据存储区，用于存储包括但不限于发车时刻表、用户信息、预约记录的信息。
2.根据权利要求1所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，所述分时模块具体用于：实现全天候双模式运转，不同模式针对不同时间段；
不同时间段车辆运营模式不同，所以双模式下更满足人们出行需要；
双模式运转，使得城轨列车能够成为人们日常生活出行的首选。
3.根据权利要求1所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，所述夜间预约模块还用于：
实现24小时通勤的交通目标，给人们出行提供更快捷多元的选择；
同时车内24小时车内摄像头自动摄取，一键呼叫，能够给人们提供一个更加安全的夜间外出环境。
4.根据权利要求1所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，所述日间预约模块还用于：
为了减少无效的拥挤排队，同时避免高峰人流的过度拥堵对同站点其余出站乘客的影响，通过预约将实际出行过程中的拥堵排队转变为线上排队，将拥堵的时间转变为在家等待；
利用信息化手段，按照用户实际通过拥堵站点的时间和顺序安排时刻表，同时从系统最优的角度适当优化调节，改善供需匹配的精准程度，避免人流的过度拥堵对系统效率的干扰；
同时多种预约方式存在，给人们带来多元化的出行方式选择，包括但不限于一次性预约、周期性预约、团体预约、爱心预约方案。
5.根据权利要求1所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，所述后台中的数据存储区；
后台集中收集用户端获取的预约信息、历史及实时交通态势、车辆状态等多源交通数据，存储于数据存储区，在此基础下依托实时动态交通仿真模拟技术、出行时刻表编制优化技术，按照后台综合情况汇总，来编排出行时刻表。
6.根据权利要求1所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，所述空余列车推荐模块还用于：
对出行者的出行需求提供更快捷多元的选择方案，进行优化匹配计算，调整出行者通过出行高峰时刻的时间和顺序，为其安排线上排队；并生成交通资源按需调度方案，通过后台和管理系统传达给交通管理者和服务提供者。
7.根据权利要求1所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，所述客户端是用户参与预约以及获取线上排队情况的媒介，一般为APP或者小程序。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种永磁磁浮轨道交通预约车系统，其特征在于，预约正常通过，支付乘车费用，等到需要坐车时候，乘客凭二维码乘坐；
所述二维码乘车具体用于：二维码后台绑定乘客身份信息，包括核酸检测信息和行程卡信息，在预约成功后进站时一键识别相关信息，在疫情期间做到安全防控的同时减少进站等待时间。
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