基于IC卡数据的轨道交通站点客流数据获取方法

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摘 要：提出了基于ic卡数据的轨道交通站点客流数据获取方法，包括进站客流数据、出站客流数据和换乘客流数据。首先对IC卡原始数据作预处理，通过客流OD匹配获取客流OD数据，生成并修正客流OD矩阵，考虑换乘客流的有效路径分配，建立OD组合与换乘客流匹配关系，并以此获取换乘客流数据。

关键词：IC卡数据；客流数据；有效路径分配；换乘客流

引言

随着我国社会经济的持续发展、城市化进程的加快及城市人口的不断上涨，城市交通拥堵问题日益凸显。优先发展城市公共交通成为治堵的良方，而轨道交通在公共交通系统中发挥着关键作用。轨道交通的客流数据反映了乘客的出行需求，通过对IC卡数据的处理与分析获取客流数据，能够指导轨道交通规划建设和运营管理工作。关于使用IC卡数据统计轨道交通客流量这一问题，周崇华[1]使用了深圳市地铁IC卡数据计算了OD矩阵、O点主流向和关键OD对，但未考虑换乘站的换乘客流，因此客流统计方法有待改进。

1 站点客流数据概述

站点客流数据包括进站客流数据、出站客流数据和换乘客流数据，其中进站客流数据与出站客流数据可直接由客流OD矩阵得出，而换乘客流数据与乘客乘车路径选择相关，需要将客流匹配至所有有效路径，再统计各换乘站点的客流。

2 IC卡原始数据预处理

IC卡原始数据包括4个有效字段，其中ID字段表示IC卡记录编码，TIME字段表示刷卡时间，STATION字段表示站点名称，DIRECTION字段表示该条记录的进出站方向。由于机器故障等原因，IC卡原始数据中存在着数据缺失、重复记录等问题，因此在数据应用之前应作相应预处理，其步骤如下：

（1）按照ID和TIME字段对IC卡原始数据进行排序。

（2）提取同一ID连续两条数据，若前后两条数据的DIRECTION

字段同为“进站”，则剔除前一条数据，若若前后两条数据的DIRECTION字段同为“出站”，则剔除后一条数据。

（3）重复步骤2直至遍历所有IC卡原始数据。

3 客流OD数据获取

3.1 客流OD匹配

由于IC卡数据记录同一人次轨道交通出行时，其进站信息与出站信息是分开记录的，因此需要进行客流OD匹配。为方便储存OD匹配结果，建立一个名为IC_OD的数据表。IC_OD数据表中包括6个字段，其中ID字段表示IC卡记录编码，O_TIME字段表示进站刷卡时间，O_STATION字段表示进站站点名称。D_TIME字段表示出站刷卡时间，D_STATION字段表示出站站点名称，IN_TIME字段表示出站时间与进站时间的间隔。客流OD数据匹配的步骤如下：（1）按照ID和TIME字段对预处理后的IC卡数据进行排序。（2）提取同一ID连续两条数据，若前一条数据DIRECTION字段为“进站”且后一条数据DIRECTION字段为“出站”，则在IC_OD数据表中增加一条记录并将数据对应写入相应字段。（3）重复步骤2直至遍历所有IC卡数据。

3.2 客流OD数据再处理

经过匹配后的客流OD数据，仍在存在以下两个问题：（1）由于IC卡部分数据缺失原因，可能会将同一ID的前一次轨道交通出行的进站信息与后一次轨道交通出行的出站信息错误地匹配为同一次出行数据。（2）由于IC卡部分数据STATION字段为空，使得部分客流OD数据失效。

鉴于以上两个问题，需要对客流OD数据进行再处理，其步骤如下：（1）提取IC_OD数据表中的一条数据。（2）若该条数据的O_STATION字段与D_STATION字段相同（包括同时为空），即进出站为同一站，则剔除该条数据。（3）若该条数据的IN_TIME字段超过120分钟，则判定为OD数据匹配错误，需剔除该条数据。（4）重复步骤1至3直至遍历IC_OD数据表。（5）按照ID和O_TIME字段对IC_OD数据表进行重新排序。（6）提取同一ID连续两条数据。（7）若前一条数据的D_STATION字段为空，即出站站点未知，则以后一条数据的进站站点作为前一条数据的出站站点；若后一条数据的O_STATION字段为空，即进站站点未知，则以前一条数据的出站站点作为后一条数据的进站站点。（8）重复步骤6和7直至遍历IC_OD数据表。（9）剔除IC_OD数据表中O_STATION字段或的D_STATION字段为空的数据。

3.3 客流OD矩阵生成与修正

客流OD矩阵记录了各OD对之间的客流量数据。IC_OD数据表中是以单位人次轨道交通出行的形式记录客流OD数据，未形成相应的客流OD矩阵。并且由IC卡数据仅能获取部分客流OD数据，未计入使用其他方式支付轨道交通出行费用的乘客，因此需要作相应处理，其步骤如下：（1）在IC_OD数据表中提取O_STATION字段与D_STATION字段相同的数据。（2）计算步骤1中提取的数据条数，即该OD对的客流量，并在客流OD矩阵相应位置记录。（3）重复步骤1和2直至遍历IC_OD数据表。（4）按照统计的IC卡使用率，对生成的客流OD矩阵进行放大修正。

4 换乘客流数据获取

目前我国大部分城市的轨道交通采用无缝换乘模式，随着轨道交通线路增加，乘客乘车路径选择相应增加，采取的换乘方式也更加多样。而IC卡仅记录乘客进出站的信息，因而无法直接获取换乘客流数据。客流统计结果表明，客流按一定比例分配至OD站点间的有效路径，而有效路径又对应相应的换乘站。因此客流OD数据与换乘客流数据满足一定的比例关系。

关于客流在有效路径的分配问题，刘剑锋[2]等建立了轨道交通路径选择Logit模型并采用实际调查数据标定参数；周璐川[3]则依托上海轨道交通数据，提出了用以提高清分准确度的方法和手段。文章中默认客流在有效路径的分配情况已知。

因此换乘客流数据获取步骤如下：（1）计算每一OD组合在各换乘站的换乘客流比例，汇总成表。（2）按照客流OD数据，计算每一OD组合在各换乘站的换乘客流量。（3）汇总不同OD组合在相同换乘站的换乘客流。

5 结束语

轨道交通站点客流统计关系着现阶段轨道交通线路的运营调度和未来新线路的规划建设。IC卡数据记录了乘客的进出站点信息，为站点客流统计提供了经济高效的方法。对于换乘客流统计，则需要结合客流在有效路径上的分配，将客流OD数据转化为各换乘站的换乘客流数据。

参考文献

[1]周崇华.基于IC卡数据的地铁OD信息处理[J].Modern Urban Tra

nsit，2007（2）：47-49.

[2]刘剑锋，黄悦，陈锋.基于IC卡数据的地铁客运量推算模型及求解算法[C]//国际节能与新能源汽车创新发展论坛，2009.

[3]周璐川.网络清分模型的验证与修正方法[J].城市轨道交通研究，2014（11）：59-62+66.

作者简介：赵骥（1990-），女，大连理工大学交通信息工程及控制专业硕士研究生。