周鈺彬,彭騁遠(yuǎn),徐天立

(蘇州科技大學(xué)，江蘇 蘇州 215009)

1 研究背景

隨著我國(guó)GDP的快速提高，人民的生活水平也提高迅速，各種各樣的交通方式也緊隨著這股巨大的浪潮一起發(fā)展了起來。而現(xiàn)在城市軌道交通已經(jīng)逐漸成為了當(dāng)今城市中的骨干交通方式。但由之而來的許多問題：愈發(fā)擁擠的地鐵站，人流的不合理分配這些常常困擾著人們的生活，因此我們急需更新現(xiàn)有的技術(shù)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家接軌來改善我國(guó)的軌道交通現(xiàn)狀。在這樣迫切的情況下，西方國(guó)家的軌道交通發(fā)展可以為我們帶來啟示。我們所要研究的是軌道交通中流動(dòng)的人群，這是運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則的個(gè)體，這樣的人體仿真的微觀模型又與普通的機(jī)動(dòng)模型又有所不同，我們需要重新討論。

這樣的個(gè)人模型又比其他的機(jī)動(dòng)車仿真模型要更為復(fù)雜，國(guó)外的話也有許多這樣的模型：例如神經(jīng)元模型，社會(huì)力模型等。這些模型主要是依據(jù)不同情況以及不同的適應(yīng)范圍而劃定的，我們可以參照他們?cè)诓煌闆r下的變化應(yīng)用于其中。

因此通過agent的軌道交通仿真模擬技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)軌道交通數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，在此技術(shù)上對(duì)軌道交通運(yùn)行進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理與布局，能夠讓我們掌控實(shí)時(shí)的地鐵數(shù)據(jù)運(yùn)行情況，可以讓管理人員根據(jù)不同的實(shí)時(shí)狀況調(diào)度軌道交通運(yùn)行。

2 開發(fā)與研究

我們的開發(fā)思路就是要由數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)進(jìn)行連接，我們可以通過輸入一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)例如車輛的進(jìn)出，行人的出入數(shù)量以及出入的時(shí)間等，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作起來，讓整個(gè)軌道交通的運(yùn)行更具真實(shí)感，更富有真實(shí)性與動(dòng)態(tài)性，我們的數(shù)據(jù)輸入變化也可以通過動(dòng)畫效果改變來顯示，各種車站間的流動(dòng)變化，以及行人在各個(gè)軌道交通之間的轉(zhuǎn)換也能讓我們很快速的了解，讓使用者對(duì)軌道交通整體上就有了一個(gè)大范圍的掌握。

我們可以設(shè)計(jì)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)相連接，也就是由系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)進(jìn)行處理與分析，而系統(tǒng)也同樣要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行調(diào)控，我們通過O dBC這樣類型的數(shù)據(jù)接口，可以做到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的獨(dú)立且準(zhǔn)確地操控，由于這樣的數(shù)據(jù)接口是通過SQL來完成對(duì)數(shù)據(jù)源的連接與使用，這可以保持不同部分之間的相對(duì)獨(dú)立，更有益于各項(xiàng)目的開發(fā)。

由于城市軌道交通運(yùn)行中有著大量的人群流動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)的負(fù)荷也會(huì)大大加重，為了防止系統(tǒng)的負(fù)荷過于加重導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤，甚至可能會(huì)出現(xiàn)崩潰等一系列問題。為此我們必須要簡(jiǎn)化運(yùn)行，保證系統(tǒng)的運(yùn)行速度不會(huì)受到大幅度的波及，保證軌道交通系統(tǒng)的情況能得到及時(shí)的反映，從而使工作能及時(shí)根據(jù)情況做出反應(yīng)，基于這點(diǎn)考慮我們可以采用模糊算法。

由于該設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)相連接的模擬仿真，各種數(shù)據(jù)的變化將會(huì)更加直觀和迅速的體現(xiàn)出來，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)的連接優(yōu)勢(shì)也將體現(xiàn)，模擬的軌道交通地鐵也可以在數(shù)據(jù)庫(kù)的作用下進(jìn)行了量化，數(shù)字化，系統(tǒng)化，使我們所設(shè)計(jì)的能讓使用者更客觀地感受到軌道交通的運(yùn)行情況，也可以方便許多軌道交通相關(guān)的其他方面設(shè)計(jì)者對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行更直觀的判斷。

我們可以基于這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行各種各樣的具象化實(shí)踐操作，比如我們可以進(jìn)行各式各樣的圖表呈現(xiàn)，例如我們可以用類似于紅外線呈現(xiàn)的顏色深淺來向使用者表示出當(dāng)前地鐵站的人群密度分布情況，從而發(fā)現(xiàn)出我們所需要的情況，來對(duì)當(dāng)前的軌道交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析從而能夠進(jìn)行運(yùn)營(yíng)。我們也同樣可以利用我們的系統(tǒng)來進(jìn)行各種概率的分析與計(jì)算，比如我們可以運(yùn)用概率學(xué)知識(shí)來進(jìn)行到達(dá)率的計(jì)算來計(jì)算城市軌道交通中的流動(dòng)人員到達(dá)地鐵站時(shí)的到達(dá)率，我們甚至可以在將來用更加智能的方式對(duì)未來的乘客到達(dá)率進(jìn)行預(yù)測(cè)，這些都可以通過我們的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

我們也一樣可以通過系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互來進(jìn)行乘客間的OD交通量的變化與顯示，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變也同樣可以通過我們制作的動(dòng)畫來表現(xiàn)，通過對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)整與輸入，以及動(dòng)畫的更替來確保軌道交通數(shù)據(jù)的不斷更替與顯示。OD交通量是對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)人員流動(dòng)狀況最直觀的反映。通過OD交通量我們也同樣可以通過增長(zhǎng)系數(shù)法，原單位法等方式進(jìn)一步的進(jìn)行軌道交通中的乘客OD量的預(yù)測(cè)，這也可以幫助我們對(duì)未來的軌道交通運(yùn)營(yíng)與規(guī)劃有一個(gè)大致的預(yù)測(cè)方向，可以引導(dǎo)我們用更加科學(xué)的方法來進(jìn)行分配與引流，對(duì)未來城市軌道交通站臺(tái)的乘客承載量運(yùn)行情況進(jìn)行合理安排，從而安排好軌道交通的運(yùn)行車次，使軌道交通的利益到達(dá)預(yù)期的效果。當(dāng)然我們可以利用我們所獲得的OD量進(jìn)行更多方位的利用，比如了解OD量的動(dòng)態(tài)分布等問題，而這些都是我們能做到的，不過這些問題從屬于其他研究方向的專業(yè)領(lǐng)域，我們就不在這里對(duì)他進(jìn)行更加深入的討論了。

隨著人工智能技術(shù)應(yīng)用的推廣，我們更加推行Agent技術(shù)，可以進(jìn)行多位因素的聯(lián)系與交互，其他先進(jìn)因素也同樣可以更新加入。在研究城市軌道交通的時(shí)候我們也同樣可以參考一下其他交通方式的設(shè)計(jì)思路。我們也可以同樣考察一下深度學(xué)習(xí)的模型方式，進(jìn)行多方位的交互連接。

我們通過agent制作系統(tǒng)，不僅僅可以節(jié)省人員手動(dòng)管理的成本，也同樣可以提高城市軌道交通運(yùn)行的效率，大大減少現(xiàn)在的延誤率和加快城市軌道交通的聯(lián)通效率，符合當(dāng)下所要求的智能化與無人智慧化的目標(biāo)，同樣可以節(jié)省各種人工費(fèi)用，同樣也可以節(jié)省掉許多不必要的各類管理成本。

3 未來的發(fā)展與應(yīng)用

隨著我國(guó)逐步進(jìn)入全面信息化時(shí)代，我們?cè)诟餍懈鳂I(yè)都將大規(guī)模的普及智能化與數(shù)據(jù)化的探索與研究，這就要求我們必須要合理而又高效的使用大數(shù)據(jù)分析，一個(gè)出色的仿真模擬系統(tǒng)能讓許多工作事半功倍。數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)相結(jié)合的模式能夠幫助我們?nèi)娑譁?zhǔn)確地分析出我們想要的乘客到達(dá)率、OD流量導(dǎo)向圖、OD分布圖、城市軌道交通運(yùn)行情況等一系列的數(shù)據(jù)運(yùn)行情況。這使得我們的研究相比以往的更具真實(shí)性與直觀性，讓城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)人員能夠更好的了解到當(dāng)前城市軌道交通中的運(yùn)行情況以及相應(yīng)的乘客分布動(dòng)態(tài)信息。

當(dāng)前我國(guó)的軌道交通系統(tǒng)發(fā)展異常迅猛，但在許多技術(shù)上仍然是沒有做到與設(shè)施發(fā)展相同步，由此帶來了許多城市問題，我們現(xiàn)在使用這種模擬仿真的方式可以讓城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)管理人員更加直觀地了解到城市軌道交通中人流的OD分布情況，以及車輛到達(dá)情況等，方便了這些工作人員能夠根據(jù)實(shí)時(shí)變化的當(dāng)前軌道交通內(nèi)人流車輛情況進(jìn)行相應(yīng)的分流與引導(dǎo)措施，這可以幫助緩解日益增加的軌道交通擁堵現(xiàn)象，保證站臺(tái)內(nèi)的安全性使其秩序井然，實(shí)現(xiàn)更快更合理的優(yōu)化。同時(shí)我們也同樣可以由此對(duì)軌道交通車輛運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，并依據(jù)乘客的到達(dá)率進(jìn)行更加科學(xué)的調(diào)配，這對(duì)城市軌道交通的未來有著重要的指導(dǎo)意義，可以幫助我們大大提高軌道交通的信息化數(shù)字化水平。

我們的基于agent的智能化數(shù)據(jù)系統(tǒng)還可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，未來甚至有可能應(yīng)用于各類APP上進(jìn)行使用，不僅僅是幫助相關(guān)的管理人員進(jìn)行軌道交通的規(guī)劃管理運(yùn)營(yíng)，還可以對(duì)普通使用者提供當(dāng)前軌道交通的運(yùn)行狀況，使他們能夠根據(jù)這些信息做出合理的出行安排，同樣可以減少出行路上不必要的等待時(shí)間，做到真正的科學(xué)高效出行。