城市轨道交通精细化客流预测系统设计与实现

针对大部分客流预测系统存在预测客流指标不全,时空粒度较粗,多场景的适用性不足等问题,以大规模网络化运营的城市轨道交通精细化客流预测需求为研究对象,分析适应多场景铁路网客流预测实现方法,利用Hadoop、Spark&Hive、Redis、微服务、H5等先进技术搭建客流预测大数据平台,实现铁路网交通出行量(OD,Origin Destination)的精细化客流功能,为调度指挥和客运管理提供进站、出站、换乘、断面客流量等全指标、精细化时空粒度的客流预测数据支持,提升轨道交通调度指挥针对性、客流组织合理性和客运服务水平。     

基于列车满载率的城市轨道交通进站客流量控制

基于新冠肺炎疫情的防控要求，2020年初北京轨道交通将列车满载率作为客流控制指标，严格控制城市轨道交通的进站客流量。为此，亟需量化各车站的进站客流控制阈值，用以作为现场客流管控的依据。提出了基于列车满载率的进站客流控制模型及相关客流控制方案。首先根据线网的客流特征对控流日客流的OD(起讫点)信息进行预测，再结合列车运行图精确推演出乘客进站—上车—换乘—下车的全过程出行链信息，计算得到乘客出行所乘坐的各计划运行车次的列车满载率数据；然后结合列车满载率控制指标进行逆向推演及反算，得到该计划列次在各站上车的客流控制阈值，再根据车站客流分布特征计算得到各站10 min粒度的进站客流控制阈值；最后，举例说明了该客流控制模型在北京轨道交通线网进站客流控制管理中的科学性及有效性。     

城市轨道交通新线接入客流精细化预测模型

随着城市轨道交通的不断发展，每年都会有不同类型的新线或者延长线投入运营。新线接入不仅会改变原有轨道交通路网的拓扑结构，影响乘客出行路径选择，而且对客流时空分布有较大影响。以工程可行性研究报告中新线车站的开通年全日上下车人数为依据，采用改进的双约束重力模型实现新线车站相关OD客流量全日预测；建立路网及车站的分时进出站规律模型，实现新线相关OD客流量的精细化预测；采用加权平均法对既有车站OD客流量进行预测，并分析挖掘历史新线接入前后既有车站客流的变化规律，实现预测优化调整。提出的预测方法不仅可应用于新线接入前，为新线接入后的运营安全和科学高效的调度指挥提供有力支撑，而且可用于轨道交通线路规划阶段客流分布预测仿真。     

基于AFC数据的城市轨道交通乘客目的站实时预测

为解决轨道交通只有在乘客刷卡离开路网，且获得实际列车运行图后，才可通过清分模型系统仿真推演其全出行链的问题，在实时接入自动售检票系统（AFC）刷卡数据情况下，建立基于乘客出行OD规律、乘客职住地规律及重点去向车站规律的级联目的站预测模型，为进站乘客快速预测目的站，进而与清分模型系统结合实现进站乘客在网分布的实时动态推演。通过开展乘客目的站预测，提高客流实时仿真推演系统对各项客流指标的预测准确度，不仅方便运营管理人员进行科学高效的网络化运营调度指挥及客运管理，还可为乘客出行提供个性化引导。     

基于AFC数据的城市轨道交通短期客流预测实时修正研究

短期客流预测数据一般在预测日前1周或1月内生成，但突发疫情、恶劣天气等非预知情况会引起预测量与实际量有较大偏差，因此需要根据AFC数据对预测趋势及预测指标进行实时修正。首先建立基于AFC数据的客流实时清分推演模型，预测当前时刻前已进站但未出站乘客的出站车站、出站时间，出行路径及所乘车次；然后提出趋势修正策略，根据实时AFC刷卡数据及下一时段的预测OD客流量，采用自下而上的策略对下一时段各车站的预测OD客流量及预测出行记录进行修正；进而采用指标修正策略，将趋势修正与实时清分推演结果结合，生成下一时段全维度修正指标；最后以突发疫情为例，通过实验验证实时修正系统的应用效果。短期客流预测的实时修正能够进一步增强路网运营全貌监视能力及实时调度辅助决策支撑力度。