基于IC卡數據的軌道交通站點客流數據獲取方法

摘 要：提出了基于IC卡數據的軌道交通站點客流數據獲取方法，包括進站客流數據、出站客流數據和換乘客流數據。首先對IC卡原始數據作預處理，通過客流OD匹配獲取客流OD數據，生成并修正客流OD矩陣，考慮換乘客流的有效路徑分配，建立OD組合與換乘客流匹配關系，并以此獲取換乘客流數據。

關鍵詞：IC卡數據；客流數據；有效路徑分配；換乘客流

引言

隨著我國社會經濟的持續發展、城市化進程的加快及城市人口的不斷上漲，城市交通擁堵問題日益凸顯。優先發展城市公共交通成為治堵的良方，而軌道交通在公共交通系統中發揮著關鍵作用。軌道交通的客流數據反映了乘客的出行需求，通過對IC卡數據的處理與分析獲取客流數據，能夠指導軌道交通規劃建設和運營管理工作。關于使用IC卡數據統計軌道交通客流量這一問題，周崇華[1]使用了深圳市地鐵IC卡數據計算了OD矩陣、O點主流向和關鍵OD對，但未考慮換乘站的換乘客流，因此客流統計方法有待改進。

1 站點客流數據概述

站點客流數據包括進站客流數據、出站客流數據和換乘客流數據，其中進站客流數據與出站客流數據可直接由客流OD矩陣得出，而換乘客流數據與乘客乘車路徑選擇相關，需要將客流匹配至所有有效路徑，再統計各換乘站點的客流。

2 IC卡原始數據預處理

IC卡原始數據包括4個有效字段，其中ID字段表示IC卡記錄編碼，TIME字段表示刷卡時間，STATION字段表示站點名稱，DIRECTION字段表示該條記錄的進出站方向。由于機器故障等原因，IC卡原始數據中存在著數據缺失、重復記錄等問題，因此在數據應用之前應作相應預處理，其步驟如下：

（1）按照ID和TIME字段對IC卡原始數據進行排序。

（2）提取同一ID連續兩條數據，若前后兩條數據的DIRECTION

字段同為“進站”，則剔除前一條數據，若若前后兩條數據的DIRECTION字段同為“出站”，則剔除后一條數據。

（3）重復步驟2直至遍歷所有IC卡原始數據。

3 客流OD數據獲取

3.1 客流OD匹配

由于IC卡數據記錄同一人次軌道交通出行時，其進站信息與出站信息是分開記錄的，因此需要進行客流OD匹配。為方便儲存OD匹配結果，建立一個名為IC_OD的數據表。IC_OD數據表中包括6個字段，其中ID字段表示IC卡記錄編碼，O_TIME字段表示進站刷卡時間，O_STATION字段表示進站站點名稱。D_TIME字段表示出站刷卡時間，D_STATION字段表示出站站點名稱，IN_TIME字段表示出站時間與進站時間的間隔?？土鱋D數據匹配的步驟如下：（1）按照ID和TIME字段對預處理后的IC卡數據進行排序。（2）提取同一ID連續兩條數據，若前一條數據DIRECTION字段為“進站”且后一條數據DIRECTION字段為“出站”，則在IC_OD數據表中增加一條記錄并將數據對應寫入相應字段。（3）重復步驟2直至遍歷所有IC卡數據。

3.2 客流OD數據再處理

經過匹配后的客流OD數據，仍在存在以下兩個問題：（1）由于IC卡部分數據缺失原因，可能會將同一ID的前一次軌道交通出行的進站信息與后一次軌道交通出行的出站信息錯誤地匹配為同一次出行數據。（2）由于IC卡部分數據STATION字段為空，使得部分客流OD數據失效。

鑒于以上兩個問題，需要對客流OD數據進行再處理，其步驟如下：（1）提取IC_OD數據表中的一條數據。（2）若該條數據的O_STATION字段與D_STATION字段相同（包括同時為空），即進出站為同一站，則剔除該條數據。（3）若該條數據的IN_TIME字段超過120分鐘，則判定為OD數據匹配錯誤，需剔除該條數據。（4）重復步驟1至3直至遍歷IC_OD數據表。（5）按照ID和O_TIME字段對IC_OD數據表進行重新排序。（6）提取同一ID連續兩條數據。（7）若前一條數據的D_STATION字段為空，即出站站點未知，則以后一條數據的進站站點作為前一條數據的出站站點；若后一條數據的O_STATION字段為空，即進站站點未知，則以前一條數據的出站站點作為后一條數據的進站站點。（8）重復步驟6和7直至遍歷IC_OD數據表。（9）剔除IC_OD數據表中O_STATION字段或的D_STATION字段為空的數據。

3.3 客流OD矩陣生成與修正

客流OD矩陣記錄了各OD對之間的客流量數據。IC_OD數據表中是以單位人次軌道交通出行的形式記錄客流OD數據，未形成相應的客流OD矩陣。并且由IC卡數據僅能獲取部分客流OD數據，未計入使用其他方式支付軌道交通出行費用的乘客，因此需要作相應處理，其步驟如下：（1）在IC_OD數據表中提取O_STATION字段與D_STATION字段相同的數據。（2）計算步驟1中提取的數據條數，即該OD對的客流量，并在客流OD矩陣相應位置記錄。（3）重復步驟1和2直至遍歷IC_OD數據表。（4）按照統計的IC卡使用率，對生成的客流OD矩陣進行放大修正。

4 換乘客流數據獲取

目前我國大部分城市的軌道交通采用無縫換乘模式，隨著軌道交通線路增加，乘客乘車路徑選擇相應增加，采取的換乘方式也更加多樣。而IC卡僅記錄乘客進出站的信息，因而無法直接獲取換乘客流數據。客流統計結果表明，客流按一定比例分配至OD站點間的有效路徑，而有效路徑又對應相應的換乘站。因此客流OD數據與換乘客流數據滿足一定的比例關系。

關于客流在有效路徑的分配問題，劉劍鋒[2]等建立了軌道交通路徑選擇Logit模型并采用實際調查數據標定參數；周璐川[3]則依托上海軌道交通數據，提出了用以提高清分準確度的方法和手段。文章中默認客流在有效路徑的分配情況已知。

因此換乘客流數據獲取步驟如下：（1）計算每一OD組合在各換乘站的換乘客流比例，匯總成表。（2）按照客流OD數據，計算每一OD組合在各換乘站的換乘客流量。（3）匯總不同OD組合在相同換乘站的換乘客流。

5 結束語

軌道交通站點客流統計關系著現階段軌道交通線路的運營調度和未來新線路的規劃建設。IC卡數據記錄了乘客的進出站點信息，為站點客流統計提供了經濟高效的方法。對于換乘客流統計，則需要結合客流在有效路徑上的分配，將客流OD數據轉化為各換乘站的換乘客流數據。

參考文獻

[1]周崇華.基于IC卡數據的地鐵OD信息處理[J].Modern Urban Tra

nsit，2007（2）：47-49.

[2]劉劍鋒，黃悅，陳鋒.基于IC卡數據的地鐵客運量推算模型及求解算法[C]//國際節能與新能源汽車創新發展論壇，2009.

[3]周璐川.網絡清分模型的驗證與修正方法[J].城市軌道交通研究，2014（11）：59-62+66.

作者簡介：趙驥（1990-），女，大連理工大學交通信息工程及控制專業碩士研究生。