CN113572805A - 一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统及方法，所述的监测系统包括车载设备CC、网关模块Gateway、调度工作站workstation、应用服务器模块CATS、外部通信接口模块FEP和旅客向导系统PIS，所述的车载设备CC通过网关模块Gateway与应用服务器模块CATS连接，所述的应用服务器模块CATS分别与调度工作站workstation和外部通信接口模块FEP连接，所述的外部通信接口模块FEP与旅客向导系统PIS连接。与现有技术相比，本发明具有以下优点：克服了现有技术中需求增加大量监测设备和地铁改造周期的缺陷，提高了调度人员对客流异常状况的管理效率，提高乘客出行效率等。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通领域，尤其是涉及一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统及方法。
背景技术
目前，地铁轨道交通客流监测是城市轨道交通运营管理的重要内容，传统轨道交通客流监测通常使用视频监控CCTV或者闸机客流统计OD数据，视频监控 CCTV系统需要安装大量智能视频设备，特别在已开通线路需要大量改造时间影响运营；客流OD数据则不能直观反映列车上的客流状态。传统方法难以满足地铁运营公司客流监测的现实需求。
经过检索，中国专利公开号CN112465213A公开了一种地铁乘客信息服务系统的辅助装置及方法，具体通过列车自动监控系统将负载重量信息传输给舒适度计算装置，其将接收到的所述列车运行总信息进行解析处理后，得出当前列车各车厢的实时乘客分布数据，其中以实时乘客分布数据作为基础数据，结合当前站台当前时间点上下客预先统计的历史数据及趋势预测算法，计算出当前列车到站下客后各节车厢的拥挤度预测值并发送乘客信息服务系统进行显示。但是该技术需要增加大量监测设备，从而大大增加了地铁改造周期。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，所述的监测系统包括车载设备CC、网关模块Gateway、调度工作站workstation、应用服务器模块CATS、外部通信接口模块FEP和旅客向导系统PIS，所述的车载设备CC通过网关模块Gateway与应用服务器模块CATS连接，所述的应用服务器模块CATS分别与调度工作站workstation和外部通信接口模块FEP连接，所述的外部通信接口模块FEP与旅客向导系统PIS连接；
所述的车载设备CC采集列车各车厢的称重数据并通过网关模块Gateway将称重数据周期传送给应用服务器模块CATS，所述的应用服务器模块CATS根据列车监控系统ATS的列车监测数据生成列车预测计划；所述的应用服务器模块CATS 将称重数据和列车预测计划的整合信息，一端传输给调度工作站workstation显示，另一端通过外部通信接口模块FEP输出至旅客向导系统PIS。
作为优选的技术方案，该系统利用现有地铁信号系统采集客流称重数据，并利用现有地铁信号系统传输客流称重数据。
作为优选的技术方案，所述的车载设备CC通过称重传感器采集列车各车厢的称重数据。
作为优选的技术方案，所述的车载设备CC的采集周期为3秒。
作为优选的技术方案，所述的列车预测计划包括：列车监控系统ATS根据列车运行计划，构造列车预测时间计划，预测列车在后续到站或离站时间，结合列车实际运行到站或离站的早晚点时间，以及列车根据早晚点情况调整速度运行等级，完成列车在后续站的到站时间和离站时间预测。
作为优选的技术方案，所述的称重数据和列车预测计划的整合信息包括：基于采集的各车厢称重数据，结合列车到站和离站事件，估算出列车下客人数，列车上客人数，列车车上人数，列车满载率数据。
作为优选的技术方案，所述的旅客向导系统PIS将列车时间预测和列车满载率显示给乘客。
根据本发明的另一个方面，提供了一种采用所述的基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、车载设备CC周期采集列车各车厢的称重数据，并封装车辆消息，周期性将包括称重数据的车辆消息发送给列车监控系统ATS；
步骤2、车载设备CC通过网关模块Gateway将称重数据周期性地传送给应用服务器模块CATS，同时列车监控系统ATS实时监测列车位置信息，以及列车的到站和发车事件；
步骤3、应用服务器模块CATS首先加载原始计划，列车按照原始计划运行，并预测出列车的运行到站轨迹和时间；
当发生列车到站或者离站事件时，应用服务器模块CATS判断列车是否存在早晚点，如果没有早晚点，则列车的运行计划和预测计划不调整，按原计划运行，并预测列车后续运行；如果列车到站或离站存在早晚点，调整列车运行计划；
列车每一次到站或离站事件，都会触发一次列车计划调整，形成新的列车预测计划，根据新的列车预测计划预计出列车后续运行到站轨迹、到站离站时间和目的地；
步骤4、应用服务器模块CATS根据车载设备CC采集的称重数据，估算出列车下客人数，列车上客人数，列车车上人数，列车满载率数据，并把信息传输给调度工作站workstation显示；
步骤5、基于步骤3和步骤4获取的列车预测计划和列车称重信息，整合列车预计经过站号、站台号、列车车组号、列车服务器、列车目的地和列车各车厢乘客满载率信息，通过外部通信接口模块FEP输出到旅客向导系统PIS，旅客向导系统 PIS将列车时间预测和列车满载率显示给乘客。
作为优选的技术方案，所述的步骤3中如果列车到站或离站存在早晚点，调整列车运行计划具体为：
如果列车到站或离站存在早点，先评估早点等级，再根据早点等级，延长后续运行站台停站时间和区间运行时间，通过匹配不同站台区间运行时间和区间运行速度等级，使得列车后运行计划接近原始的计划运行图，调整后的列车运行计划为新的列车预测计划；
如果列车到站或离站存在晚点，先评估晚点等级，再根据晚点等级，减少后续运行站台停站时间和区间运行时间，通过匹配不同站台区间运行时间和区间运行速度等级，使得列车后运行计划接近原始的计划运行图，调整后的列车运行计划为新的列车预测计划。
作为优选的技术方案，所述的步骤4中的估算过程包括：
TIMS_CC_Car1_validity＝0x00000011时，表示车厢1存在，车厢数据有效；
TIMS_CC_Current_weight_1表示车厢1的载客净重；
车厢1载客人数＝TIMS_CC_Current_weight_1/单个人平均重量
单个人平均重量由系统设置；
车厢1满载率Train1 road rate＝
TIMS_CC_Current_weight_1/TIMS_CC_Current_rated_weight_1；
上下客人的估算定义为：
下客人数＝
(TIMS_CC_Current_weight_1到站-TIMS_CC_Current_weight_1最小值)/ 单个人平均重量
上客人数＝
(TIMS_CC_Current_weight_1离站-TIMS_CC_Current_weight_1最小值)/ 单个人平均重量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、设计了基于客流数据评估客流状况的方法，克服了现有技术中需求增加大量监测设备和地铁改造周期的缺陷；
2、利用现有地铁信号系统采集客流称重数据，并利用现有地铁信号系统传输客流数据，并在现有地铁列车监控系统ATS将客流数据呈现给调度员和地铁乘客，比较好地满足地铁运营公司客流监测的现实需求。
3、将评估的客流数据整合的列车监控系统ATS中管理与展示，提高了调度人员对客流异常状况的管理效率；以及增加地铁旅客向导信息内容，提高乘客出行效率。
附图说明
图1为列车到站离站称重数据采样图；
图2为地铁轨道交通客流监测系统框图；
图3为列车计划调整流程图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明的原理：利用现有地铁信号系统采集客流称重数据，并利用现有地铁信号系统传输客流数据，并在现有地铁列车监控系统ATS将客流数据呈现给调度员和地铁乘客，比较好地满足地铁运营公司客流监测的现实需求。
本发明基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统的实现方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：如图1所示，车载设备CC周期3秒通过称重传感器采集列车各车厢的称重数据，车载设备CC按照表1封装CC-ATS车辆消息，周期3秒将包括称重的车辆消息发送给ATS系统；
步骤2：如图2所示，列车监控系统框图，车载设备CC通过网关模块将称重信息周期传送给应用服务器模块CATS，同时列车监控系统实时监测列车位置信息，以及列车的到站和发车事件；
步骤3：ATS列车监控系统CATS模块首先加载原始计划，如图2所示,列车按照原始计划图运行，这个计划也是ATS列车监控系统对未来列车运行的预测计划，预测出列车的运行到站轨迹和时间；如图2所示，当发送列车到站或者离站事件时， CATS模块判断列车是否存在早晚点。如果没有早晚点，则列车的运行计划和预测计划不调整，按原计划运行，并预测列车后续运行。如果列车到站或离站存在早点，先评估早点等级，再根据早点等级，延长后续运行站台停站时间和区间运行时间，通过匹配不同站台区间运行时间和区间运行速度等级，使得列车后运行计划接近原始的计划运行图，调整后的列车运行计划，也就是新的列车预测计划。如果列车到站或离站存在晚点，先评估晚点等级，再根据晚点等级，减少后续运行站台停站时间和区间运行时间，通过匹配不同站台区间运行时间和区间运行速度等级，使得列车后运行计划接近原始的计划运行图，调整后的列车运行计划，也就是新的列车预测计划。列车每一次到站或离站事件，都会触发一次列车计划调整，形成新的列车预测计划，可以预计出列车后续运行到站轨迹，到站离站时间，目的地等。
步骤4：参考表1，TIMS_CC_Car1_validity＝0x00000011时，表示车厢1存在，车厢数据有效
TIMS_CC_Current_weight_1表示车厢1的载客净重，
车厢1载客人数＝TIMS_CC_Current_weight_1/单个人平均重量
单个人平均重量由系统设置。
车厢1满载率Train1 road rate＝
TIMS_CC_Current_weight_1/TIMS_CC_Current_rated_weight_1 表1
表1为称重信息表
如图1所示，车载设备CC周期3秒通过称重传感器采集列车各车厢的称重数据，列车在区间运行时，载客人数不变，数据保存稳定；当列车到站，客流有一个先下客，再上客的过程，采集的称重数据也逐渐降低到最小值，再逐渐上升的过程。
上下客人的估算可以定义为：
下客人数＝
(TIMS_CC_Current_weight_1到站-TIMS_CC_Current_weight_1最小值)/ 单个人平均重量
上客人数＝
(TIMS_CC_Current_weight_1离站-TIMS_CC_Current_weight_1最小值)/ 单个人平均重量
CATS模块估算出列车下客人数，列车上客人数，列车车上人数，列车满载率数据，并把信息传输给调度工作站workstation显示。
步骤5：基于步骤3和步骤4获取列车预测计划和列车称重信息，按照表2旅客向导信息表整合列车预计经过站号，站台号，列车车组号，列车服务器，列车目的地，列车各车厢乘客满载率，每个站台整个整合4辆最近的列车预测信息，通过列车监控系统的外部通信接口模块FEP输出到旅客向导系统PIS，将列车时间预测和列车满载率显示给乘客。
表2为旅客向导信息表
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，所述的监测系统包括车载设备CC、网关模块Gateway、调度工作站workstation、应用服务器模块CATS、外部通信接口模块FEP和旅客向导系统PIS，所述的车载设备CC通过网关模块Gateway与应用服务器模块CATS连接，所述的应用服务器模块CATS分别与调度工作站workstation和外部通信接口模块FEP连接，所述的外部通信接口模块FEP与旅客向导系统PIS连接；
所述的车载设备CC采集列车各车厢的称重数据并通过网关模块Gateway将称重数据周期传送给应用服务器模块CATS，所述的应用服务器模块CATS根据列车监控系统ATS的列车监测数据生成列车预测计划；所述的应用服务器模块CATS将称重数据和列车预测计划的整合信息，一端传输给调度工作站workstation显示，另一端通过外部通信接口模块FEP输出至旅客向导系统PIS。
2.根据权利要求1所述的一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，该系统利用现有地铁信号系统采集客流称重数据，并利用现有地铁信号系统传输客流称重数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，所述的车载设备CC通过称重传感器采集列车各车厢的称重数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，所述的车载设备CC的采集周期为3秒。
5.根据权利要求1所述的一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，所述的列车预测计划包括：列车监控系统ATS根据列车运行计划，构造列车预测时间计划，预测列车在后续到站或离站时间，结合列车实际运行到站或离站的早晚点时间，以及列车根据早晚点情况调整速度运行等级，完成列车在后续站的到站时间和离站时间预测。
6.根据权利要求1所述的一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，所述的称重数据和列车预测计划的整合信息包括：基于采集的各车厢称重数据，结合列车到站和离站事件，估算出列车下客人数，列车上客人数，列车车上人数，列车满载率数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统，其特征在于，所述的旅客向导系统PIS将列车时间预测和列车满载率显示给乘客。
8.一种采用权利要求1所述的基于称重数据的地铁轨道交通客流监测系统的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、车载设备CC周期采集列车各车厢的称重数据，并封装车辆消息，周期性将包括称重数据的车辆消息发送给列车监控系统ATS；
步骤2、车载设备CC通过网关模块Gateway将称重数据周期性地传送给应用服务器模块CATS，同时列车监控系统ATS实时监测列车位置信息，以及列车的到站和发车事件；
步骤3、应用服务器模块CATS首先加载原始计划，列车按照原始计划运行，并预测出列车的运行到站轨迹和时间；
当发生列车到站或者离站事件时，应用服务器模块CATS判断列车是否存在早晚点，如果没有早晚点，则列车的运行计划和预测计划不调整，按原计划运行，并预测列车后续运行；如果列车到站或离站存在早晚点，调整列车运行计划；
列车每一次到站或离站事件，都会触发一次列车计划调整，形成新的列车预测计划，根据新的列车预测计划预计出列车后续运行到站轨迹、到站离站时间和目的地；
步骤4、应用服务器模块CATS根据车载设备CC采集的称重数据，估算出列车下客人数，列车上客人数，列车车上人数，列车满载率数据，并把信息传输给调度工作站workstation显示；
步骤5、基于步骤3和步骤4获取的列车预测计划和列车称重信息，整合列车预计经过站号、站台号、列车车组号、列车服务器、列车目的地和列车各车厢乘客满载率信息，通过外部通信接口模块FEP输出到旅客向导系统PIS，旅客向导系统PIS将列车时间预测和列车满载率显示给乘客。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中如果列车到站或离站存在早晚点，调整列车运行计划具体为：
如果列车到站或离站存在早点，先评估早点等级，再根据早点等级，延长后续运行站台停站时间和区间运行时间，通过匹配不同站台区间运行时间和区间运行速度等级，使得列车后运行计划接近原始的计划运行图，调整后的列车运行计划为新的列车预测计划；
如果列车到站或离站存在晚点，先评估晚点等级，再根据晚点等级，减少后续运行站台停站时间和区间运行时间，通过匹配不同站台区间运行时间和区间运行速度等级，使得列车后运行计划接近原始的计划运行图，调整后的列车运行计划为新的列车预测计划。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的步骤4中的估算过程包括：
TIMS_CC_Car1_validity＝0x00000011时，表示车厢1存在，车厢数据有效；
TIMS_CC_Current_weight_1表示车厢1的载客净重；
车厢1载客人数＝TIMS_CC_Current_weight_1/单个人平均重量
单个人平均重量由系统设置；
车厢1满载率Train1 road rate＝
TIMS_CC_Current_weight_1/TIMS_CC_Current_rated_weight_1；
上下客人的估算定义为：
下客人数＝
(TIMS_CC_Current_weight_1到站-TIMS_CC_Current_weight_1最小值)/单个人平均重量
上客人数＝
(TIMS_CC_Current_weight_1离站-TIMS_CC_Current_weight_1最小值)/单个人平均重量。
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