基于AFC系統(tǒng)信息融合的應(yīng)用研究.pdf

1、軌道交通自動(dòng)售檢票(Automatic Fare Collection，AFC)系統(tǒng)是通過使用自動(dòng)控制、邏輯計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)購票、檢票、收費(fèi)及統(tǒng)計(jì)分析等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐漸加快，軌道交通的作用愈發(fā)突出，城市軌道交通獲得了前所未有的發(fā)展，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)，目前，中國城市軌道交通建設(shè)規(guī)模逐漸的慢慢放大并蔓延到二線，甚至三線城市，由此可見，大力發(fā)展軌道交通AFC系統(tǒng)的建設(shè)，AFC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)將在中國軌道交通

2、建設(shè)中發(fā)揮極佳的展現(xiàn)。乘客，作為軌道交通服務(wù)的主要對(duì)象和載體，準(zhǔn)確的采集和分析乘客的出行特征，是出行需求辨識(shí)、優(yōu)化軌道線網(wǎng)規(guī)劃等政策和措施實(shí)施的基礎(chǔ)。另一方面，城市軌道交通AFC系統(tǒng)在長(zhǎng)期的運(yùn)營過程中，積累了大量豐富的軌道交通運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，如IC卡刷卡進(jìn)站數(shù)據(jù)、出站數(shù)據(jù)、充值數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)描繪了乘客出行的時(shí)空軌跡，也體現(xiàn)了乘客的出行過程，為提取基于軌道交通的乘客出行特征奠定了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，合理有效地應(yīng)用各類數(shù)據(jù)，充分利用和挖掘

3、軌道交通AFC系統(tǒng)中所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)展現(xiàn)的乘客的出行特征，這對(duì)于研究AFC系統(tǒng)中的乘客特征分析、優(yōu)化票務(wù)運(yùn)作管理、評(píng)估運(yùn)營效益等問題，對(duì)于軌道交通AFC系統(tǒng)的運(yùn)營決策是非常有重要意義的。根據(jù)軌道交通AFC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征，本文著重分析了AFC系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的完整性，對(duì)軌道交通AFC系統(tǒng)乘客時(shí)空特征分析、票務(wù)管理優(yōu)化和運(yùn)營效益評(píng)估等問題的理論和方法開展了探索性研究。期望通過研究AFC系統(tǒng)中支持運(yùn)營決策的理論和方法，建立和確定軌道交通AFC系

4、統(tǒng)的客流數(shù)據(jù)分析模型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)分析，快速提高軌道交通運(yùn)營的管理效率;建立和明確軌道交通中AFC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特征及相關(guān)性能指標(biāo)，通過選擇對(duì)應(yīng)的方法進(jìn)行分析，基于數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)分析的要求，對(duì)軌道交通的規(guī)劃建設(shè)提供輔助決策及相關(guān)的決策依據(jù)。研究中運(yùn)用數(shù)據(jù)融合理論和技術(shù)方法對(duì)城市軌道交通AFC系統(tǒng)乘客時(shí)空特征分析、票務(wù)管理優(yōu)化和運(yùn)營效益評(píng)估等問題進(jìn)行了理論上的探索和基于決策的方法研究，研究成果主要表現(xiàn)如下:(1)基于對(duì)數(shù)據(jù)融合及AFC系統(tǒng)數(shù)

5、據(jù)的綜合分析，提出了針對(duì)AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合理論體系，分別從數(shù)據(jù)層、特征層和決策層對(duì)AFC系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合，并針對(duì)各個(gè)層次進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的實(shí)際決策分析，分別是基于數(shù)據(jù)融合的城市軌道交通AFC系統(tǒng)的乘客時(shí)空特征分析、基于特征融合的城市軌道交通AFC系統(tǒng)票務(wù)管理優(yōu)化決策以及基于決策融合的城市軌道交通AFC系統(tǒng)運(yùn)營效益評(píng)估。(2)針對(duì)軌道AFC系統(tǒng)中主要數(shù)據(jù)，進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與說明。針對(duì)AFC自動(dòng)售檢票系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源所獲取的軌道交通運(yùn)營管

6、理數(shù)據(jù)特點(diǎn)，從城市軌道交通AFC系統(tǒng)交易數(shù)據(jù)、票務(wù)管理、票卡調(diào)度決策問題的分析入手，提出了票務(wù)管理數(shù)據(jù)的采集方法，給出了對(duì)現(xiàn)階段AFC自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的票務(wù)管理優(yōu)化方案。在深入研究信息融合理論的基礎(chǔ)上，AFC系統(tǒng)中的客流、列車運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)營班次等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相融合，得出票務(wù)管理優(yōu)化模型。(3)在城市軌道交通AFC運(yùn)營效益問題中引入了證據(jù)理論，并將城市軌道交通建立列車編組以及行車間隔時(shí)間優(yōu)化作為證據(jù)，通過對(duì)證據(jù)進(jìn)行某些規(guī)律的組合，為運(yùn)營效益優(yōu)化

7、模型提供決策依據(jù)。根據(jù)證據(jù)理論中的推理，將軌道交通AFC運(yùn)營效益決策定義為論域;城市軌道交通城市列車編組以及行車間隔時(shí)間定義為論域內(nèi)的元素;與城市軌道交通系統(tǒng)列車編組以及行車間隔時(shí)間決策有關(guān)的指標(biāo)定義為證據(jù);將各條證據(jù)進(jìn)行組合得出軌道交通系統(tǒng)列車編組以及行車間隔時(shí)間選擇的綜合概率支持函數(shù)，從而為軌道交通運(yùn)營效益優(yōu)化選擇做出決策。通過這種方式，建立了軌道交通線路列車編組以及行車間隔時(shí)間的抉擇模型，探討了適用于城市軌道交通城市線路運(yùn)營效益優(yōu)