綜合交通樞紐客流識別系統(tǒng)的應用研究

馮華超

(中國鐵路設計集團有限公司廣東分公司，廣東深圳 518000)

1 概述

近年來，各城市地鐵路網不斷建設完善，地鐵的建設里程不斷增加，使得城市地鐵路網吸引來更多的客流。鑒于客流具有時空不均衡的特點（換乘車站、樞紐車站，站內客流流線復雜），運力難以完全滿足客流的時空動態(tài)需求，這種時空不均衡性使得大客流車站（交通樞紐車站、換乘車站）出現嚴重的擁堵問題，乘客在站臺的大量聚集也容易引發(fā)踩踏事故，造成安全隱患，或者造成列車延誤。而傳統(tǒng)車站仍采用人工觀察視頻方式掌握客流情況，尤其對于交通樞紐等大客流環(huán)境的預測及突發(fā)情況無掌控能力。

樞紐客流識別系統(tǒng)意在通過多種異構采集手段實現客流實時統(tǒng)計、客流預測、時空態(tài)勢推演等功能，提出可行性的實施方案和系統(tǒng)架構，為綜合交通樞紐管控提供技術支撐。

2 樞紐客流識別系統(tǒng)的概述

樞紐的精細化安全管理依托于樞紐內精準的實時客流數據、客流短期及遠期預測數據。交通樞紐往往包含軌道交通、商業(yè)空間、多線換乘通道等眾多區(qū)域，其中軌道交通區(qū)域客流量巨大且突發(fā)客流情況較多。因此樞紐客流識別系統(tǒng)需要接入完整的軌道交通線路客流數據，該功能需要地鐵線網大數據平臺、線網客流分析系統(tǒng)作為支撐，而本文將主要針對樞紐客流識別系統(tǒng)進行闡述和研究。

3 客流識別系統(tǒng)的功能需求

3.1 客流實時統(tǒng)計功能

樞紐客流指標體系以樞紐運營保障的要求為基礎，在實際的運營過程中不斷優(yōu)化和調整?；镜目土髦笜巳绫? 所示。

表1 客流實時統(tǒng)計功能表Tab.1 Functional sheet of real time passenger flow statistics

3.2 客流預測功能

1）樞紐客流實時時空狀態(tài)監(jiān)察

樞紐客流時空態(tài)勢實時監(jiān)察基于樞紐內攝像頭的視頻流、視野及人頭數；藍牙嗅探的人數；AFC實時客流數據；信號系統(tǒng)列車到離站數據；線網客流分析系統(tǒng)數據?；跉v史客流狀態(tài)變化規(guī)律，運用客流分配模型與算法，實現對于樞紐的實時客流時空態(tài)勢監(jiān)察，生成多空間尺度、多時間粒度樞紐內交通實時客流態(tài)勢指標。

2）樞紐客流短時時空態(tài)勢推演系統(tǒng)

客流短時時空態(tài)勢推演具備研判樞紐不同維度、不同時間段、不同區(qū)域的客流分布狀況的能力。

客流短時時空態(tài)勢推演以當日的實時交易明細以及其他輔助數據（如視頻分析數據、藍牙探針等）客流數據為基礎，對實時樞紐客流數據進行準確性判斷與校正，基于對不同日期類型的客流規(guī)律推演模型，實現短時客流時空態(tài)勢推演，生成不同維度、時間粒度短時狀態(tài)推演結果。

3）可預知大客流情況下客流短時時空態(tài)勢推演

可預知大客流情況下客流時空態(tài)勢推演指定大客流發(fā)生的時間和地點以及客流量大小，通過實時/短時客流數據，對大客流事件影響的時間范圍、空間范圍進行推演，以實現更為準確的樞紐客流時空態(tài)勢推演。

4）特殊日客流短時時空態(tài)勢推演

特殊日期客流短時時空態(tài)勢推演在線網條件穩(wěn)定的情況下，根據歷史客流的變化規(guī)律、運營人員的調度經驗總結，運用模型計算，總結出多種特殊日期客流曲線和對應的統(tǒng)計指標。

5）行車突發(fā)事件下客流短時時空態(tài)勢推演

在發(fā)生信號設備故障、車輛故障、乘客入侵情況下，短時客流時空態(tài)勢推演基于多源數據（行車數據、實時交易明細數據等），推演得到5 min 粒度的客流在線網、線路、車站、列車上的動態(tài)以及傳播特性，并根據上述指標實現異常情況下對樞紐及相鄰區(qū)間的客流動態(tài)預警功能。

6）可預知大客流事件

包括主要大型場館舉辦的體育賽事、演唱會活動，這類活動具有確定的發(fā)生時間范圍和吸引客流量。結合大客流事件發(fā)生的時間、地點、客流大小等實際情況，推演大客流發(fā)生后軌道交通線網站間OD量，并通過客流分配模型快速實現預測OD 量在全網的分布，預知大客流線網客流狀態(tài)推演結果。

7）客流時空狀態(tài)推演信息發(fā)布

基于實時與短時客流態(tài)勢推演獲知客流信息，將推演數據通過接口發(fā)布到樞紐綜合管理平臺及乘客資訊等信息發(fā)布系統(tǒng)。

4 客流識別系統(tǒng)的系統(tǒng)構成

4.1 系統(tǒng)輸入

樞紐內攝像頭的視頻流、視野數據、攝像頭覆蓋區(qū)域的人頭數；藍牙嗅探的人數；AFC 實時客流數據；信號系統(tǒng)列車到離站數據；線網客流分析系統(tǒng)數據。

4.2 系統(tǒng)輸出

人流熱力圖到綜合管理平臺，6 類大客流需求數據（樞紐客流、客流擁堵點、進樞紐客流、樞紐內車站站臺排隊長度、樞紐內擁堵長度，列車到離站數據）。

4.3 系統(tǒng)采集

客流識別系統(tǒng)將多維度數據整合確?？土髯R別的準確性。其中一個重要的維度是通過藍牙或Wi-Fi探針獲取的進入嗅探范圍的用戶移動設備數量。

5 應用案例

某市某綜合交通樞紐構建完整的客流識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括樞紐內視頻視頻流，AFC 數據，藍牙嗅探數據流的采集，并實現短時客流、短期客流、特殊日期客流、突發(fā)事件客流、實時客流動態(tài)變化監(jiān)控等預測功能。如圖1 所示。

其中，樞紐客流嗅探系統(tǒng)推薦采用藍牙技術（BLE5.0）作為采集技術方案，同時，考慮某樞紐工程擬建設的樞紐導航系統(tǒng)、巡檢系統(tǒng)及運維考勤系統(tǒng)可共用藍牙技術組網，故推薦采用統(tǒng)一的天饋和基站系統(tǒng)完成前端設備的統(tǒng)一布設，充分實現資源共享。

客流嗅探系統(tǒng)的構成包括前端藍牙AP、POE 藍牙網關、藍牙無線控制器及后臺客流識別系統(tǒng)軟件。

6 結束語

樞紐客流識別系統(tǒng)基于線網云平臺和大數據平臺，分析和處理人群高密度空間下的分布及變化規(guī)律，針對性地提出減緩人群擁擠風險、客流分布不均的具體措施，提高綜合交通樞紐的科學決策能力。