CN105719022A - 一种轨道交通客流实时预测及乘客引导*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市轨道交通运输技术领域，提供了一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，包括车站客流运算模块获取进站乘客读取数量，并带入泊松模型精确计算，得出进站乘客真实数量；通过列车载客运算模块读取当天班次列车运行计划图，计算列车到站实际载客量和候车人数；通过车站滞留乘客模块计算每个站台上滞留乘客数；计算所有班次列车在行车路线上每个站点的满载率；如果线路上中间站点的满载率为1，则认为该班次列车满员，将满员站点、目前该站点的滞留人数实时的显示在大屏幕上，提供通往各个目的地的替代出行方案。本发明能够对车站滞留客流进行预测，做到防患于未然，避免乘客滞留，降低轨道交通的高峰压力，市民出行更加快捷、安全。

Description

一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***

技术领域

本发明涉及城市轨道交通运输技术领域，特别涉及一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***。

背景技术

在当今社会，轨道交通为人们出行、广告、通信、购物、娱乐等多种服务提供了便利。随着我国轨道交通建设行业的不断发展以及科技的不断进步，投入运营的线路费用逐年增多，运营方式也越来越趋于复杂化，车站的规模越来越大、形式越来越多，轨道交通各种服务功能需要实现相互渗透、优势互补，使得乘坐轨道交通成为一件越来越伤神的事情。乘客在乘坐轨道交通的时候，常常会遇到因缺乏科学***的引导而迷失方向，或是因引导信息不够完善而导致站台候车乘客过度拥挤，带来一系列安全隐患。

为了改善人流堆积、引导不清楚的问题，通过加大静态引导***的投资力度，设置更多、更全面的引导标志可以在一定程度上缓解现有引导***设置和远期多种运营方式不匹配的矛盾，为社会、为各类乘客提供多样化、多元化的引导服务；但是需要投入巨大的资金，并且占用大量宝贵的车站、车厢资源。同时，紧靠单纯增加静态导向标志已无法满足轨道交通运营方式复杂化时的乘客信息需求量的提高，势必需要增加更多的投入和设置。为合理地提高乘客引导***的利用率，在增加投入相对较小的情况下，疏解这一问题，动态引导***应运而生。多形式的乘客引导***从便民利民的角度，真正做到“以人为本”，实时传递列车运行信息，全方位引导乘客顺利乘坐轨道交通。

目前，安装于轨道交通运营线路内的动态视觉信息引导***不仅弥补了车站、列车广播***和静态引导***信息提示量的不足，还通过信息显示设备将数字化的音频图像、音频信号以及各种数据业务信号在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理后以声、文、图像等表现形式实时地将最新、最及时的列车运行状态、列车误点、故障等其他紧急信息和广告信息传递给不同信息需求的乘客，为乘客提供了全方位的信息播报服务，大大提高了乘客获取运营信息的便捷程度，提升了轨道交通运营服务的水平。

然而，当前的动态乘客引导***相比原来的静态乘客引导***虽然有了很大的进步，但缺少对车站滞留客流的预测功能，不能做到防患于未然，当出现客流滞留时进行处理，已经错过了最佳客流引导的时间，已经产生了客流滞留的现象，并没有完全的解决因为客流滞留所带来的安全隐患和时效性的问题。

因此，城市轨道交通运输技术领域急需一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，在以进站闸机获取的客流数据为支撑，分析站台客流与列车载客情况间客流交换规律的基础上，提出了通过站台候车客流、列车载客量交互模型计算滞留车站站台候车乘客量，并使用站外大屏动态显示车站客流量，进而给出通往主要地点的替代出行方案，解决了交通过于拥堵、乘客安全受到威胁的问题，同时通过泊松公式，对进站乘客的读取数量进行校正，得出真实的进站乘客数量，克服了车站闸机误读、漏读的问题，使数值更加精确。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，技术方案如下：

一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，包括如下步骤：

步骤一，车站客流运算模块能够从车站闸机获取指定时间段内进站乘客读取数量，由于通过闸机获取的乘客数量存在误差，因此将获取到的进站乘客数量带入泊松模型精确计算，得出指定时间段内的进站乘客真实数量；

步骤二，通过列车载客运算模块读取当天班次列车运行计划图，再根据步骤一中得出的指定时间段内的进站乘客真实数量动态计算运行计划图上列车到站实际载客量和候车人数；

步骤三，通过车站滞留乘客模块计算在规定时间内每个站台上滞留乘客数，滞留乘客人数＝候车人数-(满载乘客人数-实际载客量)；

步骤四，计算所有班次列车在行车路线上每个站点的满载率；

步骤五，如果线路上的中间站点的满载率为1，则认为该班次列车满员，将满员站点、目前该站点的滞留人数实时的显示在大屏幕上，并提供结合地图上现有的换乘路线给出通往各个目的地的替代出行方案、线路总长、耗时以及费用。

优选的，在上述一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，步骤一的具体步骤为：

a)当乘客在车站闸机上刷卡的初始时刻t₀＝0、N(t₀)＝0时，对于任意的非负实数0≤t₀≤t₁≤…≤t_n，增量N(t_n+Δt)-N(t_n-1+Δt)与N(t_n)-N(t_n-1)具有相同的分布函数，增量N(t₁)-N(t₀)，N(t₂)-N(t₁)，…，N(t_n)-N(t_n-1)均相互独立；当Δt趋近于0时，如果同时满足如下3个公式，则称{N(t)，t≥0}是服务强度为λ的泊松分布过程，3个具体公式为：

P(N(Δt)＝1)＝λΔt+o(Δt)(1)

P(N(Δt)＝0)＝1-λΔt+o(Δt)(2)

P(N(Δt)＝2)＝o(Δt)(3)

其中，t₀、t₁、t₂、t_n-1、t_n分别表示在车站闸机上的不同时刻，N(t)、N(t₀)、N(t₁)、N(t₂)、N(t_n-1)、N(t_n)分别表示在[0，t)、[0，t₁)、[0，t₂)、[0，t_n-1)、[0，t_n)时段内从车站闸机上获取的进站乘客读取数量，Δt表示2个时段差，Δt＞0，n表示时刻数，为正整数；

对[0，t)时段内进站乘客读取数量N(t)求取数学期望值，具体公式为：

E[N(t)]＝λt(4)

其中，E[N(t)]表示乘客读取数量N(t)的数学期望值，也就是[0，t)时间段内的进站乘客真实数量；

b)将进站乘客真实数量E[N(t)]代入泊松公式，计算每位乘客的分布函数和概率密度分布函数，具体公式为：

$F_{{\mathrm{\τ}}_i}=\left\{\begin{array}{cc}1-{\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{i-1}\frac{{\left(\mathrm{\λ}t\right)}^k}{k!}{e}^{-\mathrm{\λ}t}& t>0\\ 0& t\≤0\end{array}\right.---\left(5\right)$

$f_{{\mathrm{\τ}}_i}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{\λ}{\left(\mathrm{\λ}t\right)}^{i-1}}{(i-1)!}{e}^{-\mathrm{\λ}t}& t>0\\ 0& t\≤0\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中，τ_i表示第i位乘客的实际到达时刻，i为正整数，表示第i位乘客的分布函数，表示第i位乘客的概率密度分布函数，k表示站台乘客成功乘坐该趟列车的人数，λ是大于0的常数。

优选的，在上述一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，步骤二的具体步骤为：

列车运行计划图中包括线路全天开行列车班次以及每班次列车的发车间隔，用表示第S次列车离开j站台的时刻，表示相邻2班次列车从j站台发出的时间间隔，即为发车间隔；

1)将单位时间内到达的乘客数即乘客到达速率记为ξ，站台乘客的进站规律服从负指数分布，按照步骤一中泊松分布均匀到达，根据步骤一中公式(1)至(3)能够求出服务强度λ，进而建立一个以j站台乘客到达率作为变量的候车函数g_jξ(t)，g_jξ(t)是由有限个第一类间断点构成的有界函数，并且在任意确定时段上是可累积的，采用E[N(t)]、λ计算，具体公式为：

$g_{j\mathrm{\ξ}}\left(t\right)=\mathrm{\ξ}\underset{0}{\overset{t}{\∫}}{\mathrm{\λe}}^{-\mathrm{\λ}t}---\left(7\right)$

用A_j表示站台j各时段到达乘客在各班次列车上的分配数量表，表示该A_j表中的第a行b列的数据值，即表示j站台在指定时间段内到达的乘客在列车S上的分配数量；

2)设第S班次列车的满载乘客数为A_列；

3)依据A_j，以各班次列车在站台上车的比例作为分析参数，计算在某一时间段内第S班次列车进入车站j时的实际载客量；

$A_j^{S,j}=\left\{\begin{array}{cc}\underset{\mathrm{\θ}=1}{\overset{\mathrm{\θ}=S}{\Σ}}(1-C_j^S)C_j^{\mathrm{\θ}},& S>j\\ \underset{\mathrm{\θ}=1}{\overset{\mathrm{\θ}=S}{\Σ}}{C}_j^S\×C_j^{\mathrm{\θ}},& S\≤j\end{array}\right.---\left(8\right)$

$\begin{array}{cc}{C}_j^S=\frac{B}{g_{j\mathrm{\ξ}}\left(t\right)}& 0\≤C_j^{\mathrm{\θ}}\≤1\end{array}---\left(9\right)$

其中，表示在时间段内到达j站台的第S次列车的实际载客量，表示在时间段内到达j-1站台的第S次列车的实际载客量，B表示第S次列车在j站台的上车乘客数，表示实际上车乘客数与候车人数之比，即为第S班次列车在j站台的上客比例，表示第0班次列车在j站台的上客比例。

优选的，在上述一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，步骤三的具体步骤为：

根据步骤二中的公式，得出第S班次列车可搭载的人数为站台j的滞留人数为：

若第S班次列车在站台j的上客比例则表明站台上的候车乘客全部乘车，在站台j上没有乘客滞留，则在第S班次列车后进站候车乘客的实际分配量为0，这种情况在早晚高峰时期几乎是不存在的，而在平峰时段几乎是每站都会出现；

若某次列车之前的所有列车在该站台的上客比例均不为1，说明第S班次列车以前的各次列车从j站台发出时站台都有滞留，那么在时刻t之前进站的乘客，在第S班次列车后面的各列车的分配量都不为0；

优选的人为设定当时，认为该时段内到达站台j的乘客在第S班次列车出发时已接近满载，已经分配结束。

优选的，在上述一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，步骤四的具体步骤为：

根据列车运行图及实际运行状态，计算第S班次列车从站台j出发的时间为t，根据步骤二中计算得出的实际载客量以及满载乘客数A_列；计算满载率，具体公式为：

其中，γ_满载表示第S班次列车在站台j上的满载率。

优选的，在上述一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，步骤五中具体线路总长和费用的计算步骤为：

运用角度测量仪测量每段替代交通线路与预定轨道交通沿线的角度偏离度数，依次记为：Angle₁，Angle₂，Angle₃...Angle_m；

进一步地，计算角度费用 $AngleCost=l_{0,1}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_1}{m-1}\right)+l_{1,2}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_2}{m-1}\right)+$ $l_{2,3}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_3}{m-1}\right)+...l_{m-1,m}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_m}{m-1}\right),$ 其中AngleCost表示替代交通线路的角度费用，l_O，1、l_1，2、l_2，3、l_m-1，m分别表示第1、2、3、m条替代交通线路的总长。

本发明的有益效果：

1、本发明通过泊松公式，对进站乘客的读取数量进行校正，得出真实的进站乘客数量，克服了车站闸机误读、漏读的问题，使数值更加精确。

2、本发明通过计算每位乘客的分布函数和概率密度分布函数，能够得出每节车厢的载客程度，进而有效的提醒乘客到相对宽松的车厢乘车，避免了有的车厢载客过多，而有的车厢还没有载满乘客的情况，提供给乘客更加舒适的乘车体验。

3、本发明以进站闸机获取的客流数据为支撑，分析站台客流与列车载客情况间客流交换规律的基础上，提出了通过站台候车客流、列车载客量计算滞留车站站台候车乘客量，并使用站外大屏动态显示车站客流量，进而给出通往主要地点的替代出行方案，并通过车站广播、电台、PIS机、web终端等常用终端设备向社会发布；这样不仅能够改善轨道交通过度拥堵的问题，提高轨道交通的安全性和客运服务质量，同时，也实现了城市公共交通***效益的最大化，具有较高的实用性和社会经济效应。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是本发明一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***的流程图。

图2是本发明一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明技术实现的措施、创作特征、达成目的与功能易于明白了解，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

图1是本发明一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***的流程图。

图2是本发明一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***的结构示意图。

如图1、2所示，一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，包括如下步骤：

步骤一，车站客流运算模块能够从车站闸机获取指定时间段内进站乘客读取数量，由于通过闸机获取的乘客数量存在误差，因此将获取到的进站乘客数量带入泊松模型精确计算，得出指定时间段内的进站乘客真实数量；

步骤二，通过列车载客运算模块读取当天班次列车运行计划图，再根据步骤一中得出的指定时间段内的进站乘客真实数量动态计算运行计划图上列车到站实际载客量和候车人数；

步骤三，通过车站滞留乘客模块计算在规定时间内每个站台上滞留乘客数，滞留乘客人数＝候车人数-(满载乘客人数-实际载客量)；

步骤四，计算所有班次列车在行车路线上每个站点的满载率；

步骤五，如果线路上的中间站点的满载率为1，则认为该班次列车满员，将满员站点、目前该站点的滞留人数实时的显示在大屏幕上，并提供结合地图上现有的换乘路线给出通往各个目的地的替代出行方案、线路总长、耗时以及费用。

实施例2：

图1是本发明一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***的流程图。

图2是本发明一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***的结构示意图。

如图1、2所示，一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，包括如下步骤：

步骤一，车站客流运算模块能够从车站闸机获取指定时间段内进站乘客读取数量，由于通过闸机获取的乘客数量存在误差，因此将获取到的进站乘客数量带入泊松模型精确计算，得出指定时间段内的进站乘客真实数量，具体计算步骤为：

a)当乘客在车站闸机上刷卡的初始时刻t₀＝0、N(t₀)＝0时，对于任意的非负实数0≤t₀≤t₁≤…≤t_n，增量N(t_n+Δt)-N(t_n-1+Δt)与N(t_n)-N(t_n-1)具有相同的分布函数，增量N(t₁)-N(t₀)，N(t₂)-N(t₁)，…，N(t_n)-N(t_n-1)均相互独立；当Δt趋近于0时，如果同时满足如下3个公式，则称{N(t)，t≥0}是服务强度为λ的泊松分布过程，3个具体公式为：

P(N(Δt)＝1)＝λΔt+o(Δt)(1)

P(N(Δt)＝0)＝1-λΔt+o(Δt)(2)

P(N(Δt)＝2)＝o(Δt)(3)

其中，t₀、t₁、t₂、t_n-1、t_n分别表示在车站闸机上的不同时刻，N(t)、N(t₀)、N(t₁)、N(t₂)、N(t_n-1)、N(t_n)分别表示在[0，t)、[0，t₁)、[0，t₂)、[0，t_n-1)、[0，t_n)时段内从车站闸机上获取的进站乘客读取数量，Δt表示2个时段差，Δt＞0，n表示时刻数，为正整数；

对[0，t)时段内进站乘客读取数量N(t)求取数学期望值，具体公式为：

E[N(t)]＝λt(4)

其中，E[N(t)]表示乘客读取数量N(t)的数学期望值，也就是[0，t)时间段内的进站乘客真实数量；

b)将进站乘客真实数量E[N(t)]代入泊松公式，计算每位乘客的分布函数和概率密度分布函数，具体公式为：

$F_{{\mathrm{\τ}}_i}=\left\{\begin{array}{cc}1-{\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{i-1}\frac{{\left(\mathrm{\λ}t\right)}^k}{k!}{e}^{-\mathrm{\λ}t}& t>0\\ 0& t\≤0\end{array}\right.---\left(5\right)$

$f_{{\mathrm{\τ}}_i}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{\λ}{\left(\mathrm{\λ}t\right)}^{i-1}}{(i-1)!}{e}^{-\mathrm{\λ}t}& t>0\\ 0& t\≤0\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中，τ_i表示第i位乘客的实际到达时刻，i为正整数，表示第i位乘客的分布函数，表示第i位乘客的概率密度分布函数，k表示站台乘客成功乘坐该趟列车的人数，λ是大于0的常数；

步骤二，通过列车载客运算模块读取当天班次列车运行计划图，再根据步骤一中得出的指定时间段内的进站乘客真实数量动态计算运行计划图上列车到站实际载客量和候车人数；

列车运行计划图中包括线路全天开行列车班次以及每班次列车的发车间隔，用表示第S次列车离开j站台的时刻，表示相邻2班次列车从j站台发出的时间间隔，即为发车间隔；具体步骤为：

1)将单位时间内到达的乘客数即乘客到达速率记为ξ，站台乘客的进站规律服从负指数分布，按照步骤一中泊松分布均匀到达，根据步骤一中公式(1)至(3)能够求出服务强度λ，进而建立一个以j站台乘客到达率作为变量的候车函数g_jξ(t)，g_jξ(t)是由有限个第一类间断点构成的有界函数，并且在任意确定时段上是可累积的，采用E[N(t)]、λ计算，具体公式为：

$g_{j\mathrm{\ξ}}\left(t\right)=\mathrm{\ξ}\underset{0}{\overset{t}{\∫}}{\mathrm{\λe}}^{-\mathrm{\λ}t}---\left(7\right)$

用A_j表示站台j各时段到达乘客在各班次列车上的分配数量表，表示该A_j表中的第a行b列的数据值，即表示j站台在指定时间段内到达的乘客在列车S上的分配数量，下面对分时段的进站客流量进行划分举例，具体见表一，表一中a＝1、2、3、4，b＝1、2、3、4...j：

表一分时段的进站客流量信息表A_j

2)设第S班次列车的满载乘客数为A_列；

3)依据表一A_j，以各班次列车在站台上车的比例作为分析参数，计算在某一时间段内第S班次列车进入车站j时的实际载客量；

$A_j^{S,j}=\left\{\begin{array}{cc}\underset{\mathrm{\θ}=1}{\overset{\mathrm{\θ}=S}{\Σ}}(1-C_j^S)C_j^{\mathrm{\θ}},& S>j\\ \underset{\mathrm{\θ}=1}{\overset{\mathrm{\θ}=S}{\Σ}}{C}_j^S\×C_j^{\mathrm{\θ}},& S\≤j\end{array}\right.---\left(8\right)$

$\begin{array}{cc}{C}_j^S=\frac{B}{g_{j\mathrm{\ξ}}\left(t\right)}& 0\≤C_j^{\mathrm{\θ}}\≤1\end{array}---\left(9\right)$

其中，表示在时间段内到达j站台的第S次列车的实际载客量，表示在时间段内到达j-1站台的第S次列车的实际载客量，B表示第S次列车在j站台的上车乘客数，表示实际上车乘客数与候车人数之比，即为第S班次列车在j站台的上客比例，表示第0班次列车在j站台的上客比例；

步骤三，通过车站滞留乘客模块计算在规定时间内每个站台上滞留乘客数；

根据步骤二中的公式，得出第S班次列车可搭载的人数为站台j的滞留人数为：

若第S班次列车在站台j的上客比例则表明站台上的候车乘客全部乘车，在站台j上没有乘客滞留，则在第S班次列车后进站候车乘客的实际分配量为0，这种情况在早晚高峰时期几乎是不存在的，而在平峰时段几乎是每站都会出现；

若某次列车之前的所有列车在该站台的上客比例均不为1，说明第S班次列车以前的各次列车从j站台发出时站台都有滞留，那么在时刻t之前进站的乘客，在第S班次列车后面的各列车的分配量都不为0；

当人为设定时，认为该时段内到达站台j的乘客在第S班次列车出发时已接近满载，已经分配结束；

步骤四，计算所有班次列车在行车路线上每个站点的满载率；

首先，根据列车运行图及实际运行状态，计算第S班次列车从站台j出发的时间为t，根据步骤二中计算得出的实际载客量以及满载乘客数A_列；计算满载率，具体公式为：

其中，γ_满载表示第S班次列车在站台j上的满载率；

步骤五，如果线路上的中间站点的满载率为1，则认为该班次列车满员，将满员站点、目前该站点的滞留人数实时的显示在大屏幕上，并提供结合地图上现有的换乘路线给出通往各个目的地的替代出行方案、线路总长、耗时以及费用，具体线路总长和费用的计算步骤为：

运用角度测量仪测量每段替代交通线路与预定轨道交通沿线的角度偏离度数，依次记为：Angle₁，Angle₂，Angle₃...Angle_m；

进一步地，计算角度费用 $AngleCost=l_{0,1}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_1}{m-1}\right)+l_{1,2}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_2}{m-1}\right)+$ $l_{2,3}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_3}{m-1}\right)+...l_{m-1,m}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_m}{m-1}\right),$ 其中AngleCost表示替代交通线路的角度费用，l_O，1、l_1，2、l_2，3、l_m-1，m分别表示第1、2、3、m条替代交通线路的总长。

本发明通过泊松公式，对进站乘客的读取数量进行校正，得出真实的进站乘客数量，克服了车站闸机误读、漏读的问题，使数值更加精确。

本发明通过计算每位乘客的分布函数和概率密度分布函数，能够得出每节车厢的载客程度，进而有效的提醒乘客到相对宽松的车厢乘车，避免了有的车厢载客过多，而有的车厢还没有载满乘客的情况，提供给乘客更加舒适的乘车体验。

本发明以进站闸机获取的客流数据为支撑，分析站台客流与列车载客情况间客流交换规律的基础上，提出了通过站台候车客流、列车载客量计算滞留车站站台候车乘客量，并使用站外大屏动态显示车站客流量，进而给出通往主要地点的替代出行方案，并通过车站广播、电台、PIS机、web终端等常用终端设备向社会发布；这样不仅能够改善轨道交通过度拥堵的问题，提高轨道交通的安全性和客运服务质量，同时，也实现了城市公共交通***效益的最大化，具有较高的实用性和社会经济效应。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

Claims (6)

1.一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，车站客流运算模块能够从车站闸机获取指定时间段内进站乘客读取数量，由于通过闸机获取的乘客数量存在误差，因此将获取到的进站乘客数量带入泊松模型精确计算，得出指定时间段内的进站乘客真实数量；

步骤二，通过列车载客运算模块读取当天班次列车运行计划图，再根据所述步骤一中得出的指定时间段内的进站乘客真实数量动态计算运行计划图上列车到站实际载客量和候车人数；

步骤三，通过车站滞留乘客模块计算在规定时间内每个站台上滞留乘客数，所述滞留乘客人数＝候车人数-(满载乘客人数-实际载客量)；

步骤四，计算所有班次列车在行车路线上每个站点的满载率；

步骤五，如果线路上的中间站点的满载率为1，则认为该班次列车满员，将满员站点、目前该站点的滞留人数实时的显示在大屏幕上，并提供结合地图上现有的换乘路线给出通往各个目的地的替代出行方案、线路总长、耗时以及费用。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，其特征在于，所述步骤一的具体步骤为：

a)当乘客在车站闸机上刷卡的初始时刻t₀＝0、N(t₀)＝0时，对于任意的非负实数0≤t₀≤t₁≤…≤t_n，增量N(t_n+Δt)-N(t_n-1+Δt)与N(t_n)-N(t_n-1)具有相同的分布函数，增量N(t₁)-N(t₀)，N(t₂)-N(t₁)，…，N(t_n)-N(t_n-1)均相互独立；当Δt趋近于0时，如果同时满足如下3个公式，则称{N(t)，t≥0}是服务强度为λ的泊松分布过程，3个具体公式为：

P(N(Δt)＝1)＝λΔt+o(Δt)(1)

P(N(Δt)＝0)＝1-λΔt+o(Δt)(2)

P(N(Δt)＝2)＝o(Δt)(3)

其中，t₀、t₁、t₂、t_n-1、t_n分别表示在车站闸机上的不同时刻，N(t)、N(t₀)、N(t₁)、N(t₂)、N(t_n-1)、N(t_n)分别表示在[0，t)、[0，t₁)、[0，t₂)、[0，t_n-1)、[0，t_n)时段内从车站闸机上获取的进站乘客读取数量，Δt表示2个时段差，Δt＞0，n表示时刻数，为正整数；

对[0，t)时段内进站乘客读取数量N(t)求取数学期望值，具体公式为：

E[N(t)]＝λt(4)

其中，E[N(t)]表示乘客读取数量N(t)的数学期望值，也就是[0，t)时间段内的进站乘客真实数量；

b)将进站乘客真实数量E[N(t)]代入泊松公式，计算每位乘客的分布函数和概率密度分布函数，具体公式为：

$F_{{\mathrm{\τ}}_i}=\left\{\begin{array}{cc}1-{\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{i-1}\frac{{\left(\mathrm{\λ}t\right)}^k}{k!}{e}^{-\mathrm{\λ}t}& t>0\\ 0& t\≤0\end{array}\right.---\left(5\right)$

$f_{{\mathrm{\τ}}_i}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\mathrm{\λ}{\left(\mathrm{\λ}t\right)}^{i-1}}{(i-1)!}{e}^{-\mathrm{\λ}t}& t>0\\ 0& t\≤0\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中，τ_i表示第i位乘客的实际到达时刻，i为正整数，表示第i位乘客的分布函数，表示第i位乘客的概率密度分布函数，k表示站台乘客成功乘坐该趟列车的人数，λ是大于0的常数。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，其特征在于，

所述步骤二的具体步骤为：

列车运行计划图中包括线路全天开行列车班次以及每班次列车的发车间隔，用表示第S次列车离开j站台的时刻，表示相邻2班次列车从j站台发出的时间间隔，即为发车间隔；

1)将单位时间内到达的乘客数即乘客到达速率记为ξ，站台乘客的进站规律服从负指数分布，按照步骤一中泊松分布均匀到达，根据所述步骤一中公式(1)至(3)能够求出服务强度λ，进而建立一个以j站台乘客到达率作为变量的候车函数g_jξ(t)，g_jξ(t)是由有限个第一类间断点构成的有界函数，并且在任意确定时段上是可累积的，采用E[N(t)]、λ计算，具体公式为：

$g_{j\mathrm{\ξ}}\left(t\right)=\mathrm{\ξ}\underset{0}{\overset{t}{\∫}}{\mathrm{\λe}}^{-\mathrm{\λ}t}---\left(7\right)$

用A_j表示站台j各时段到达乘客在各班次列车上的分配数量表，表示该A_j表中的第a行b列的数据值，即表示j站台在指定时间段内到达的乘客在列车S上的分配数量；

2)设第S班次列车的满载乘客数为A_列；

3)依据A_j，以各班次列车在站台上车的比例作为分析参数，计算在某一时间段内第S班次列车进入车站j时的实际载客量；

$A_j^{S,j}=\left\{\begin{array}{cc}\underset{\mathrm{\θ}=1}{\overset{\mathrm{\θ}=S}{\Σ}}\left(1-C_j^S\right)C_j^{\mathrm{\θ}},& S>j\\ \underset{\mathrm{\θ}=1}{\overset{\mathrm{\θ}=S}{\Σ}}{C}_j^S\×C_j^{\mathrm{\θ}},& S\≤j\end{array}\right.---\left(8\right)$

$C_j^S=\frac{B}{g_{j\mathrm{\ξ}}\left(t\right)},0\≤C_j^{\mathrm{\θ}}\≤1---\left(9\right)$

其中，表示在时间段内到达j站台的第S次列车的实际载客量，表示在时间段内到达j-1站台的第S次列车的实际载客量，B表示第S次列车在j站台的上车乘客数，表示实际上车乘客数与候车人数之比，即为第S班次列车在j站台的上客比例，表示第0班次列车在j站台的上客比例。

4.根据权利要求3所述的一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，其特征在于，

所述步骤三的具体步骤为：

根据所述步骤二中的公式，得出第S班次列车可搭载的人数为站台j的滞留人数为：

若第S班次列车在站台j的上客比例则表明站台上的候车乘客全部乘车，在站台j上没有乘客滞留，则在第S班次列车后进站候车乘客的实际分配量为0，这种情况在早晚高峰时期几乎是不存在的，而在平峰时段几乎是每站都会出现；

若某次列车之前的所有列车在该站台的上客比例均不为1，说明第S班次列车以前的各次列车从j站台发出时站台都有滞留，那么在时刻t之前进站的乘客，在第S班次列车后面的各列车的分配量都不为0；

当时，认为该时段内到达站台j的乘客在第S班次列车出发时已接近满载，已经分配结束。

5.根据权利要求4所述的一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，其特征在于，

所述步骤四的具体步骤为：

根据列车运行图及实际运行状态，计算第S班次列车从站台j出发的时间为t，根据所述步骤二中计算得出的实际载客量以及满载乘客数A_列；计算满载率，具体公式为：

其中，γ_满载表示第S班次列车在站台j上的满载率。

6.根据权利要求5所述的一种轨道交通客流实时预测及乘客引导***中，其特征在于，

所述步骤五中具体线路总长和费用的计算步骤为：

运用角度测量仪测量每段替代交通线路与预定轨道交通沿线的角度偏离度数，依次记为：Angle₁，Angle₂，Angle₃...Angle_m；

进一步地，计算角度费用 $AngleCost=l_{0,1}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_1}{m-1}\right)+l_{1,2}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_2}{m-1}\right)+$ $l_{2,3}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_3}{m-1}\right)+...l_{m-1,m}tan\left(\frac{{\mathrm{Angle}}_m}{m-1}\right),$ 其中AngleCost表示替代交通线路的角度费用，l_0，1、l_1，2、l_2，3、l_m-1，m分别表示第1、2、3、m条替代交通线路的总长。