一种城市轨道交通乘客出行路径建议方法及系统

摘要

本发明公开了一种城市轨道交通乘客出行路径建议方法及系统。其中，所述方法对于乘客在城市轨道交通中的出行起到建议作用，可以帮助乘客在轨道交通中选择最优路径或次优路径出行。该方法根据区间及站点的广义费用选择最短路径，并使用Anylogic软件建立起客流分配模型达到对城市轨道交通系统客流的整体掌控，根据最短路径所在的线路及站点拥挤度是否达到阈值来判断乘客出行使用最短路径或是次短路径。实施本发明，可以提高乘客在城市轨道交通中的出行效率及判断轨道交通网中的拥挤路段及节点进而衡量轨道交通网络性能。

说明书

技术领域

本发明属于智能交通领域，尤其是一种城市轨道交通乘客出行路径建议方法及系统。

背景技术

伴随城市轨道交通基础设施不断完善，城市轨道交通日趋网络化，城市轨道交通已经成为大型城市公共交通的重要组成部分。由于轨道交通形成网络化规模，乘客出行时存在多条路径可供选择，研究多路径情况下的城市轨道交通乘客出行路径选择模式及其在此基础上的客流分配，具有重要的理论价值和现实意义。

在分析轨道交通系统客流分布时应该包含乘客选择的换乘车站及具体的出行路径信息，而当前轨道交通系统为了便利乘客出行在换乘车站通常使用的是无缝换乘的形式，使乘客不需要出站可以直接换乘至其他线路上继续旅行。由于采用这种运营方式导致不能有效统计换乘客流，只能得到换乘客流的始末站点，使轨道交通系统客流分布及线路客流量存在难以统计的问题。使用该发明模型可以有效地解决这类问题。

发明内容

发明目的：提供一种城市轨道交通乘客出行路径建议方法，以解决现有技术下的乘客出行路径选择问题，提高乘客出行效率并合理分配城市轨道交通系统客流。进一步的目的，提供一种城市轨道交通乘客出行路径建议系统。

技术方案：一种城市轨道交通乘客出行路径建议方法，包括如下步骤：

步骤1：乘客进站并选择出站信息，并将乘客进出站信息统计入系统；

步骤2：计算城市轨道交通网络区间和站点的广义费用，并根据该广义费用作为路段权重，求解进出站之间的最短路径，作为乘客出行路径的选择之一；

步骤3：利用Anylogic软件建立起城市轨道交通客流分配模型，反映轨道系统中所有乘客的出行信息，并以此模型判断步骤2中搜索的最短路径中车站拥挤度是否达到拥挤度的阈值，若未达到阈值，系统打印步骤2中搜索的最短路径出行小票，该乘客的路径分配结束；否则，转步骤4；

步骤4：根据城市轨道交通网络区间和站点的广义费用，搜索进出站之间的次短路径，作为乘客出行路径的选择；

步骤5：系统打印包含所述进出站之间的次短路径信息的出行小票，该乘客的路径分配结束；

步骤6：乘客按照系统打印的出行路径建议小票出行，结束。

所述步骤2进一步包括如下步骤：

步骤21：城市轨道交通网络影响乘客进行路径选择的因素包括车载时间、等待时间和步行时间，通过分析三个广义费用影响因素对于乘客路径选择的影响建立广义费用函数；

步骤22：根据步骤21所述的广义费用影响因素计算出行时间，出行时间是一个关于车载时间，等待时间和步行时间的加权函数f(t)：

f(t)＝(t₁,t₂,t₃)，

其中，t₁为车载时间，t₂为等待时间，t₃为步行时间，t为出行时间总和；

步骤23：根据步骤21和步骤22所述的广义费用影响因素计算车载时间，车载时间t₁由车辆运行时间和车辆停站时间组成：

其中，t_a为车辆运行时间，p_a为车辆停站时间，车辆运行时间t_a在城市轨道交通运行的过程中是指车辆在站间的运行时间，车辆运行时间等于运行站间的长度l_a和车辆运行速度v_a之比；车辆在系统中运行的停站时间为常数c，即车辆停站时间p_a＝c；

步骤24：根据步骤21和步骤22所述的广义费用影响因素计算等待时间t₂，等待时间t₂由购票等待时间以及排队等待时间构成，排队等待时间又可分为进站排队时的消耗时间，以及进站后上车前排队候车时间；

购票等待时间以及进站排队时等候时间主要是由于进站闸机口的设置以及购票检票时的乘客滞留所产生的时间：

其中，w₁为购票等待时间及进站排队时间，其值为常数m，w₂为乘客进站后等待列车的时间，该时间取决于线路的发车时间间隔，乘客进站候车的平均等待时间取为发车时间间隔h的一半；

步骤25：根据步骤21和步骤22所述的广义费用影响因素计算步行时间，步行时间t₃由进出站步行时间以及换乘步行时间构成，进出站步行时间为乘客进站时由车站某入口经过一系列步行行走至站台所消耗的时间及乘客到达终点车站下车后经过一系列步行直至车站某一出口所消耗的时间之和，进出站时间和车站的布局设计有关，进出站时间为wt₁，进出站时间记为常量n；换乘步行时间是乘客换乘时在换乘通道上所花费的时间，换乘步行时间主要和换乘通道的距离相关，换乘步行时间可以由换乘通道距离比乘客平均步行速度得到，定义换乘步行时间为wt₂，换乘通道长度为s，v_人为1m/s，得到：

由此得到步行时间t₃：

t₃＝wt₁+wt₂＝n+s；

步骤26：根据步骤22、步骤23、步骤24和步骤25所述广义费用影响因素建立广义费用函数，进一步如下：

定义β₁、β₂、和β₃为车载时间、等待时间和步行时间的加权因素，且β₁，β₂，β_3≥1，由此得到考虑加权因素的路径广义费用函数F为：

F＝β₁t₁+β₂t₂+β₃t₃，

展开得到路径广义费用函数F为：

式中：β₁，β₂，β₃分别为车载时间，等待时间和步行时间的加权因素，l_a为起止点运行区间长度，v_a为列车平均运行速度，h为列车发车时间间隔，c为停站时间总和，m为购票排队进站时间，n为进出站总时间，s为换乘通道长度；

步骤27：选择广义费用为权重的最短路径，使用Dijkstra最短路径算法搜索以广义费用作为路段及节点权重的最短路径，搜索出的最短路径即作为系统选择的路径之一。

所述步骤27进一步包括：

步骤271：将轨道交通网络所有的车站分为两部分：已知最短路径的车站集合P；未知最短路径的车站集合Q，在初始条件下，已知最短路径的车站集合P中只存在起始车站；定义book[i]数组用于记录哪些车站在集合P中，对于车站i，book[i]为1表示车站i在集合P中，book[i]为0则表示车站i在集合Q中；一维数组dis用于存储起始车站到其余各个车站的路程；

步骤272：令起始车站a到自身的最短路径为0，即dis＝0，若起始车站存在可直接到达的车站i，则把dis[i]设为e[a][i]，同时设置所有起始车站不可直接到达的其他车站的最短路径为∞；

步骤273：在集合Q的所有车站中选择一个离起始车站a最近的车站u加入到集合P中，即将dis[u]最小的车站u加入到集合P中；并检查所有以车站u为起点的路段，对每一条路段都进行松弛操作，如若存在一条从u到任一车站v的路段，则可以通过将路段uv添加到尾部来拓展一条从a到v的路径，且这条路径的长度为dis[u]+e[u][v]，若求出的值比目前已知的dis[v]的值要小，则可以用求解值替代当前dis[v]中的值；

步骤274：重复执行步骤273，直到集合Q中无车站元素，算法结束，最终dis[]数组中的值就是起始车站到其他所有车站的最短路径。

所述步骤3进一步为：

本模型中主要使用的功能模块有：

Source模块：源模块，使用source模块，可以生成例如列车以及乘客等实体，这是基于离散事件建模的起始节点，也是轨道交通路网的源点。产生列车和乘客的方式可以通过定义到达概率函数及按照时刻表生成，或是按照一定的均匀到达速率生成。

Delay模块：延迟模块，在本模型中，使用本模块的用途主要是假设一个乘客走行或是列车运行的过程模拟，乘客货列车在延迟模块延迟的时间，就是乘客在走行路段，列车在交通路段运行的时间。所产生的强制的延迟行为表达了在区间运行的时间和在车站停靠的时间。延迟的时间可以定义为不变的常数，也可由系统生成随机数来定义，也可通过定义路段的长度和走行速度或是列车运行速度之比得到。

Hold模块：控制模块，使用控制模块在指定的位置控制乘客或是列车的通过，在本模型中主要用于控制在售票环节及排队进站环节的流量控制。使用控制模块大致可以看作在网络中形成的人为的模型阻断，造成乘客流的断路，在实际应用中可以用于模拟流量控制的情况。

SelectOutput模块：选择支模块，使用选择支模块可以用于模拟那些在分之情况下需要做出选择的情况，如到达某一车站后选择继续旅行亦或是出站；到达换乘车站后选择沿本线旅行或是出站或是选择转线旅行。以上的这些选择可以通过定义选择支的概率大小用来模拟现实情况，引导乘客进入不同的流程。Selectoutput控件有两个端口，false端为selectoutput控件中未赋值的一端；true端为selectoutput控件中赋值的一端。

Sink模块：汇模块，通常用该模块模拟网络图的终止节点。该模块可以代表乘客离开车站结束旅行，也可用于表示列车到达终点车站停止运行。

Connector连接器：连接器用于表示两个相关模块的关系，连接器有始末端之分，在模型中可以用于表示乘客及列车运行的路径。

Statechart状态图进入点：状态图进入点近似于标准库中的source模块，用于定义流程图的起点，座位流程图初始化的步骤。

State状态：状态是流程图达到的某一程度的描述，本模型使用状态构建发车时间间隔及列车停站时间的状态。

Transition变迁：变迁主要用于描述两个状态之间的情况变化，本模型建立三个变迁定义三个时间。

步骤31：使用Anylogic软件建立起城市轨道交通客流分配模型，以反映轨道系统中所有乘客的出行信息，该客流分配模型分为轨道系统线路模型和车门控制模型两个部分；

步骤32：轨道系统线路模型部分模型模拟静态轨道交通网络，其包括车站、列车及运行线路、线路换乘和选择支模型四个部分；

车站：乘客进站时经历售票排队及由售票处步行至站台两处延误，模型使用delay模块模拟两项延误，source控件EnterL1_1、EnterL1_2、EnterL1_3、EnterL1_4、EnterL2_1、EnterL2_2生成乘客，乘客到达车站后经由delay控件StninL1_1、StninL1_2、StninL1_3、StninL1_4、StninL2_1、StninL2_2产生购票时间延误，随后经过售票处步行至站台时间延误，PfL1_1、PfL1_2、PfL1_3、PfL1_4、PfL2_1、PfL2_2表示，hold控件cStninL1_1、cStninL1_2、cStninL1_3、cStninL1_4、cStninL2_1、cStninL2_2表示进站闸机形成第一处客流控制，另一处hold控件TctrlL1_1、TctrlL1_2、TctrlL1_3、TctrlL1_4、TctrlL2_1、TctrlL2_2表示乘客到达站台后等待列车到达的客流阻断；乘客出站时经历从站台步行至车站出口与离开系统两个事件，使用delay控件StnExitL1_1、StnExitL1_2、StnExitL1_3、StnExitL1_4、StnExitL2_1、StnExitL2_2表示乘客出站由站台步行至出站口的延误，最后通过sink模块ExitL1_2、ExitL1_3、ExitL1_4、ExitL1_5、ExitL2_2、ExitL2_3表示乘客离开系统；

结合乘客出行需求，由selectoutput模块L1_2、L1_3、L1_4、L2_2表示乘客到达车站后选择继续旅行或出站；

列车及运行线路：使用delay模块表示列车在线路上的时间延误，模型示例建立两条线路，线路1有5个站点4个站间区间，线路2有3个站点2个站间区间，两条线路通过一个交汇的车站换乘；

线路1使用4个delay模块TripL1_1、TripL1_2、TripL1_3、TripL1_4表示四个站间区间，每两个delay模块之间通过selectoutput选择支模块L1_2、L1_3、L1_4连接；线路2使用2个delay模块TripL2_1、TripL2_2表示两个站间区间，两个delay模块之间通过selectoutput选择支模块L2_2连接；selectoutput选择支作用为乘客在到达车站后可选择继续旅行，出站或是换乘；

线路换乘：模型中线路1车站3与线路2车站2实际上为同一车站，为了方便描述换乘行为，将换乘站分为两个部分进行分析；首先建立两个车站，由这两个车站共同组成换乘站；模型中通过selectoutput选择支模块InterCFromL1_L2、InterCFromL2_L1描述两条线路之间的换乘行为，建立完成换乘车站后，将两车站通过connector连接器联系起换乘站位于两条线路上的部分，即将一车站的换乘出口连接至转线车站的进站步行通道上，通过连接selectoutput选择支模块InterCFromL1_L2的false端至线路2的步行进站延误PfL2_2和连接selectoutput选择支模块InterCFromL2_L1的false端至线路1的步行进站延误PfL1_3实现；false端为selectoutput控件中未赋值的一端；

选择支：selectoutput模块表示乘客在存在选择的情况下做出选择的行为，选择支的选择概率通过对选择支赋值定义，如定义选择支概率为0.9，则表示selectoutput控件true端选择概率为0.9，false端选择概率为0.1；true端为selectoutput控件中赋值的一端；

模型中选择支使用在两处，一是通过车站的选择支模型，一个是换乘车站的选择支模型，通过车站的选择支模型L1_2、L1_3、L1_4供乘客在达到达车站后选择继续旅行或是出站，换乘车站的选择支控件设置两个，一个是通过选择支L1_3、L2_2选择是否继续沿本线旅行，对选择支控件赋值即为乘客继续沿本线旅行的概率；一个是通过选择支InterCFromL1_L2、InterCFromL2_L1选择换乘或出站，对选择支控件赋值即是出站乘客的概率；

步骤33：根据步骤31，步骤32所述建立城市轨道交通客流分配模型，轨道系统线路模型部分模拟静态轨道交通网络，综合步骤32所述四个部分，构建完整的轨道系统线路模型；

步骤34：根据步骤31所述建立城市轨道交通客流分配模型，车门控制系统模型部分建立车站的列车控制模型，通过控制车门的开关模拟列车的运行，通过控制车门的开关模拟列车的运行需要使用流程图的方式建立起一个关于时间的流程图，流程中包括状态初始化cPfL1_1、cPfL1_2、cPfL1_3、cPfL1_4、cPfL2_1、cPfL2_2，列车的发车时间，列车发车时间间隔以及车门开门时间；

将区间分为两种类型，一种是始发终到区间，一种是通过区间，在始发车站定义发车时间为时刻0，终点车站列车到达后无发车时间，故始发终到站区间车门控制模型不需要设置车辆的发车时间，始发终到区间应考虑列车发车时间间隔和车门开门时间以模拟列车的运行，模型中使用变迁定义状态的改变，设置两个变迁，一个变迁cWaitTrainL1_1、cWaitTrainL2_1、cWaitTrainL2_2用于设置车门两次开启的时间间隔即列车的发车时间间隔；另一个变迁cReleaseL1_1、cReleaseL2_1、cReleaseL2_2用于设置车门的开启时间即列车的停站时间；对于通过区间而言，应首先定义列车的发车时间，通过变迁InitL1_2、InitL1_3、InitL1_4实现；后面设置同始发终到区间类似设置两个变迁，一个变迁cWaitTrainL1_2、cWaitTrainL1_3、cWaitTrainL1_4用于设置车门两次开启的时间间隔即列车的发车时间间隔；另一个变迁cReleaseL1_2、cReleaseL1_3、cReleaseL1_4用于设置车门的开启时间即列车的停站时间，以上两种类型的车门控制模型组成系统车门控制模型；

步骤35：建立城市轨道交通客流分配模型，以此模型判断步骤2中搜索的最短路径中车站拥挤度是否达到拥挤度的阈值，该步骤具体如下：

拥挤度阈值设定为站房最高聚集人数的80％，当到达车站的人数未达到站房最高聚集人数的80％时，系统选择步骤2中搜索的最短路径作为乘客的出行路径并打印，当到达车站的人数达到80％时，为防止车站人数进一步聚集而影响乘客的出行效率，此时系统将选择新的路径以提供给乘客出行使用，并转向下一步骤。

所述步骤4进一步包括：

步骤41：根据步骤21、步骤22、步骤23、步骤24、步骤25和步骤26所述构建起的轨道交通广义费用作为区间和车站的权重搜索轨道交通网络；

步骤42：选择广义费用作为区间和车站的权重的次短路径，使用基于Dijkstra最短路径算法的k条渐短路搜索算法搜索次短路径，搜索出的次短路径即作为系统选择的路径之一。

所述步骤42进一步包括：

步骤421：从网络最短路径中任意挑选一边删除之，而后使用最短路径算法将空余部分的路段用其他的路段补上，找出临时的最短路径；

步骤422：重复执行步骤421的操作，直到最短路径中的所有路段都被删除且找到替代路段，此时比较所有找出的临时最短路径，其中路长最短的即为次最短路径。

所述步骤5进一步为：

系统选择步骤4中搜索的次短路径作为乘客的出行路径并打印。

一种城市轨道交通乘客出行路径建议系统，其特征在于，包括：乘客出行路径建议器，设置在轨道交通车站的进站处，用于采集进入轨道交通系统乘客的进出站信息；并根据广义费用函数搜索进出站之间关于广义费用的最短路径；通过利用Anylogic建立的城市轨道交通客流分配模型中的车站实时人数数据比对搜索出的最短路径所经过车站的车站人数若未达到车站最高聚集人数阈值，则建议器打印最短路径出行小票，乘客根据小票建议出行；否则该建议器重新根据广义费用函数搜索进出站之间关于广义费用的次短路径，完成搜索后，建议器打印次短路径出行小票，乘客根据小票建议出行，该乘客的路径分配结束。

有益效果：本发明研究多路径情况下的城市轨道交通乘客出行路径选择模式及其在此基础上的客流分配。对于城市轨道交通乘客出行路径提供建议，使乘客出现行更加便捷，提高乘客出行效率并合理分配城市轨道交通客流。本发明从减少乘客出行时间优化乘客出行路径角度考虑，采用Anylogic软件建立轨道系统的仿真模型来辅助决策，提高了城市轨道交通的竞争力。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是轨道系统线路模型。

图3是示例线路图。

图4是车门控制模型。

具体实施方式

结合图1描述本发明的城市轨道交通乘客出行路径建议方法，包括如下步骤：

步骤1：乘客进站并选择出站信息，并将乘客进出站信息统计入系统；

步骤2：计算城市轨道交通网络区间和站点的广义费用，并根据该广义费用作为路段权重，求解进出站之间的最短路径，作为乘客出行路径的选择之一；

步骤3：利用Anylogic软件建立起城市轨道交通客流分配模型，反映轨道系统中所有乘客的出行信息，并以此模型判断步骤2中搜索的最短路径中车站拥挤度是否达到拥挤度的阈值，若未达到阈值，系统打印步骤2中搜索的最短路径出行小票，该乘客的路径分配结束；否则，转步骤4；

步骤4：根据城市轨道交通网络区间和站点的广义费用，搜索进出站之间的次短路径，作为乘客出行路径的选择；

步骤5：系统打印步骤4中搜索的次短路径出行小票，该乘客的路径分配结束；

步骤6：乘客按照系统打印的出行路径建议小票出行，结束。

在进一步的实施例中，步骤1中乘客进站并选择出站信息使用乘客出行路径建议器，乘客出行路径建议器功能如下：

乘客进站时，选择希望下车的站点，乘客出行路径建议器根据步骤2、3、4所述的广义费用函数搜索最短路径和次短路径；该建议器记录各个车站的进站人数和处于旅行途中的人数，并根据轨道系统中的车站人数是否达到阈值选择最短路径或是次短路径作为乘客出行的建议路径，并通过乘客出行路径建议器打印乘客出行的建议路径小票，以供乘客出行使用。

在进一步的实施例中，步骤2中提及的轨道交通网络区间和站点的广义费用计算及搜索关于广义费用的最短路径包括如下步骤：

步骤21：城市轨道交通网络影响乘客进行路径选择的因素主要有1、车载时间；2、等待时间；3、步行时间。通过分析三个因素对于乘客路径选择的影响建立广义费用函数。

步骤22：定义出行时间总和为t，车载时间为t₁，等待时间为t₂，步行时间为t₃；出行时间是一个关于车载时间，等待时间和步行时间的加权函数f(t)：

f(t)＝(t₁,t₂,t₃)

步骤23：广义费用的车载时间t₁由车辆运行时间和车辆停站时间组成，定义车辆运行时间为t_a，车辆停站时间为p_a。车辆运行时间，在城市轨道交通运行的过程中是指车辆在站间的运行时间，即车辆运行时间t_a等于运行站间的长度l_a和车辆运行速度v_a之比；车辆在系统中运行的停站时间为常数c，即车辆停站时间p_a＝c。可以得到车载时间为两项和，即：

步骤24：广义费用的等待时间t₂由购票等待时间以及排队等待时间构成。排队等待时间又可分为进站排队时的消耗时间，以及进站后上车前排队候车时间。

购票等待时间以及进站排队时等候时间主要是由于进站闸机口的设置以及购票检票时的乘客滞留所产生的时间，定义购票等待时间及进站排队时间为w₁，且该时间为常数m；乘客进站后等待列车的时间w₂主要取决于线路的发车时间间隔，乘客进站候车的平均候车时间取为发车时间间隔的一半，定义发车时间间隔为h。可以得到等待时间为两项和，即：

步骤25：广义费用的步行时间t₃由进出站步行时间以及换乘步行时间构成。进出站步行时间为乘客进站时由车站某入口经过一系列步行行走至站台所消耗的时间及乘客到达终点车站下车后经过一系列步行直至车站某一出口所消耗的时间之和。进出站时间主要和车站的布局设计有关，定义进出站时间为wt₁,进出站时间设置为一指定常量n；换乘步行时间是乘客换乘时在换乘通道上所花费的时间，换乘步行时间主要和换乘通道的距离相关。换乘步行时间可以由换乘通道距离比乘客平均步行速度得到，定义换乘步行时间为wt₂，换乘通道长度为s，换乘通道长度通过车站技术手册查定。人正常情况步行速度大约为1.3-1.5m/s，考虑到在换乘时拥挤人群对于步行速度的影响，假定换乘时的乘客平均步行速度v_人为1m/s，则可以得到：

得到步行时间t₃为两项和，即：

t₃＝wt₁+wt₂＝n+s

步骤26：建立广义费用函数，定义β₁、β₂、、β₃为车载时间、等待时间、步行时间的加权因素。且假定β₁，β₂，β_3≥1。由此得到考虑加权因素的路径广义费用函数F为：

F＝β₁t₁+β₂t₂+β₃t₃

展开得到路径广义费用函数F为：

式中：β₁，β₂，β₃分别为车载时间，等待时间，步行时间的加权因素；

l_a起止点运行区间长度；

v_a列车平均运行速度；

h列车发车时间间隔；

c停站时间总和；

m 购票排队进站时间；

n 进出站总时间；

s 换乘通道长度。

步骤27：选择广义费用为权重的最短路径，使用Dijkstra最短路径算法搜索以广义费用作为路段及节点权重的最短路径，搜索出的最短路径即作为系统选择的路径之一。

在更进一步的实施例中，步骤27进一步为：

步骤271：将轨道交通网络所有的车站分为两部分：1、已知最短路径的车站集合P；2、未知最短路径的车站集合Q。在初始条件下，已知最短路径的车站集合P中只存在起始车站。定义一个book[i]数组用于记录哪些车站在集合P中。特别的，对于某个车站i，book[i]为1表示车站i在集合P中，book[i]为0则表示车站i在集合Q中。一维数组dis用于存储起始车站到其余各个车站的路程。

步骤272：令起始车站a到自身的最短路径为0，即dis＝0。若起始车站存在可直接到达的车站i，则把dis[i]设为e[a][i]。同时设置所有起始车站不可直接到达的其他车站的最短路径为∞。

步骤273：在集合Q的所有车站中选择一个离起始车站s最近的车站u(即dis[u]最小的车站u)加入到集合P中。并检查所有以车站u为起点的路段，对每一条路段都进行松弛操作。如若存在一条从u到任一车站v的路段，则可以通过将路段uv添加到尾部来拓展一条从a到v的路径，且这条路径的长度为dis[u]+e[u][v]。若求出的值比目前已知的dis[v]的值要小，则可以用求解值替代当前dis[v]中的值。

步骤274：重复执行步骤273，直到集合Q中无车站元素，算法结束。最终dis[]数组中的值就是起始车站到其他所有车站的最短路径。

在进一步的实施例中，步骤3中提及的利用Anylogic软件建立起城市轨道交通客流分配模型，并以此模型判断步骤2中搜索的最短路径中车站拥挤度是否达到拥挤度的阈值包括如下步骤：

本模型中主要使用的功能模块有：

Source模块：源模块，使用source模块，可以生成例如列车以及乘客等实体，这是基于离散事件建模的起始节点，也是轨道交通路网的源点。产生列车和乘客的方式可以通过定义到达概率函数及按照时刻表生成，或是按照一定的均匀到达速率生成。

Delay模块：延迟模块，在本模型中，使用本模块的用途主要是假设一个乘客走行或是列车运行的过程模拟，乘客货列车在延迟模块延迟的时间，就是乘客在走行路段，列车在交通路段运行的时间。所产生的强制的延迟行为表达了在区间运行的时间和在车站停靠的时间。延迟的时间可以定义为不变的常数，也可由系统生成随机数来定义，也可通过定义路段的长度和走行速度或是列车运行速度之比得到。

Hold模块：控制模块，使用控制模块在指定的位置控制乘客或是列车的通过，在本模型中主要用于控制在售票环节及排队进站环节的流量控制。使用控制模块大致可以看作在网络中形成的人为的模型阻断，造成乘客流的断路，在实际应用中可以用于模拟流量控制的情况。

SelectOutput模块：选择支模块，使用选择支模块可以用于模拟那些在分之情况下需要做出选择的情况，如到达某一车站后选择继续旅行亦或是出站；到达换乘车站后选择沿本线旅行或是出站或是选择转线旅行。以上的这些选择可以通过定义选择支的概率大小用来模拟现实情况，引导乘客进入不同的流程。Selectoutput控件有两个端口，false端为selectoutput控件中未赋值的一端；true端为selectoutput控件中赋值的一端。

Sink模块：汇模块，通常用该模块模拟网络图的终止节点。该模块可以代表乘客离开车站结束旅行，也可用于表示列车到达终点车站停止运行。

Connector连接器：连接器用于表示两个相关模块的关系，连接器有始末端之分，在模型中可以用于表示乘客及列车运行的路径。

Statechart状态图进入点：状态图进入点近似于标准库中的source模块，用于定义流程图的起点，座位流程图初始化的步骤。

State状态：状态是流程图达到的某一程度的描述，本模型使用状态构建发车时间间隔及列车停站时间的状态。

Transition变迁：变迁主要用于描述两个状态之间的情况变化，本模型建立三个变迁定义三个时间。

步骤31：使用Anylogic软件建立起城市轨道交通客流分配模型，反映轨道系统中所有乘客的出行信息。该客流分配模型分为两个部分：1、轨道系统线路模型；2、车门控制模型。

步骤32：建立城市轨道交通客流分配模型，轨道系统线路模型部分模型模拟静态轨道交通网络。其包括车站，列车及运行线路，线路换乘，选择支模型四个部分。

车站：乘客进站时经历售票排队及由售票处步行至站台两处延误。模型使用delay模块模拟两项延误。如附图2所示，source控件EnterL1_1、EnterL1_2、EnterL1_3、EnterL1_4、EnterL2_1、EnterL2_2生成乘客，乘客到达车站后经由delay控件StninL1_1、StninL1_2、StninL1_3、StninL1_4、StninL2_1、StninL2_2产生购票时间延误，随后经过售票处步行至站台时间延误，图中PfL1_1、PfL1_2、PfL1_3、PfL1_4、PfL2_1、PfL2_2表示。图中hold控件cStninL1_1、cStninL1_2、cStninL1_3、cStninL1_4、cStninL2_1、cStninL2_2表示进站闸机形成第一处客流控制；另一处hold控件TctrlL1_1、TctrlL1_2、TctrlL1_3、TctrlL1_4、TctrlL2_1、TctrlL2_2表示乘客到达站台后等待列车到达的客流阻断。乘客出站时经历从站台步行至车站出口与离开系统两个事件。如附图2所示，使用delay控件StnExitL1_1、StnExitL1_2、StnExitL1_3、StnExitL1_4、StnExitL2_1、StnExitL2_2表示乘客出站由站台步行至出站口的延误；最后通过sink模块ExitL1_2、ExitL1_3、ExitL1_4、ExitL1_5、ExitL2_2、ExitL2_3表示乘客离开系统。

结合乘客出行需求，由selectoutput模块L1_2、L1_3、L1_4、L2_2表示乘客到达车站后选择继续旅行或出站。

列车及运行线路：使用delay模块表示列车在线路上的时间延误。模型示例建立两条线路，线路1有5个站点4个站间区间，线路2有3个站点2个站间区间，两条线路通过一个交汇的车站换乘。示例线路图如附图3所示。

线路1使用4个delay模块TripL1_1、TripL1_2、TripL1_3、TripL1_4表示四个站间区间。每两个delay模块之间通过selectoutput选择支模块(L1_2、L1_3、L1_4)连接。线路2使用2个delay模块TripL2_1、TripL2_2表示两个站间区间。两个delay模块之间通过selectoutput选择支模块(L2_2)连接。selectoutput选择支作用为乘客在到达车站后可选择继续旅行，出站或是换乘。

线路换乘：示例模型中线路1车站3与线路2车站2实际上为同一车站，为了方便描述换乘行为，将换乘站分为两个部分进行分析。首先建立两个车站，由这两个车站共同组成换乘站(若轨道网络中的换乘站为三条线路的交汇点则使用三个车站建立换乘车站的模型，以此类推)。如附图2所示，模型中通过selectoutput选择支模块InterCFromL1_L2、InterCFromL2_L1描述两条线路之间的换乘行为。建立完成换乘车站后，将两车站通过connector连接器联系起换乘站位于两条线路上的部分。即将一车站的换乘出口连接至转线车站的进站步行通道上。在图中通过连接selectoutput选择支模块InterCFromL1_L2的false端至线路2的步行进站延误PfL2_2和连接selectoutput选择支模块InterCFromL2_L1的false端至线路1的步行进站延误PfL1_3实现。false端为selectoutput控件中未赋值的一端。

选择支：selectoutput模块表示乘客在存在选择的情况下做出选择的行为。选择支的选择概率通过对选择支赋值定义，如定义选择支概率为0.9，则表示selectoutput控件true端选择概率为0.9，false端选择概率为0.1。true端为selectoutput控件中赋值的一端。

模型中选择支使用在两处，一是通过车站的选择支模型，一个是换乘车站的选择支模型。通过车站的选择支模型L1_2、L1_4、供乘客在达到达车站后选择继续旅行或是出站。换乘车站的选择支控件设置两个，一个是通过选择支L1_3、L2_2选择是否继续沿本线旅行，对选择支控件赋值即为乘客继续沿本线旅行的概率；一个是通过选择支InterCFromL1_L2、InterCFromL2_L1选择换乘或出站，对选择支控件赋值即是出站乘客的概率。

步骤33：建立城市轨道交通客流分配模型，轨道系统线路模型部分模拟静态轨道交通网络。综合步骤32所述四个部分，构建完整的轨道系统线路模型如附图2所示。

步骤34：建立城市轨道交通客流分配模型，车门控制系统模型部分建立车站的列车控制模型，通过控制车门的开关模拟列车的运行。通过控制车门的开关模拟列车的运行需要使用流程图的方式建立起一个关于时间的流程图。如附图4所示流程中包括状态初始化cPfL1_1、cPfL1_2、cPfL1_3、cPfL1_4、cPfL2_1、cPfL2_2，列车的发车时间，列车发车时间间隔以及车门开门时间。

将区间分为两种类型，一种是始发终到区间，一种是通过区间。在始发车站定义发车时间为时刻0，终点车站列车到达后无发车时间，故始发终到站区间车门控制模型不需要设置车辆的发车时间。始发终到区间应考虑列车发车时间间隔和车门开门时间以模拟列车的运行。模型中使用变迁定义状态的改变。设置两个变迁，一个变迁cWaitTrainL1_1、cWaitTrainL2_1、cWaitTrainL2_2用于设置车门两次开启的时间间隔即列车的发车时间间隔；另一个变迁cReleaseL1_1、cReleaseL2_1、cReleaseL2_2用于设置车门的开启时间即列车的停站时间。对于通过区间而言，应首先定义列车的发车时间，通过变迁InitL1_2、InitL1_3、InitL1_4实现；后面设置同始发终到区间类似设置两个变迁，一个变迁cWaitTrainL1_2、cWaitTrainL1_3、cWaitTrainL1_4用于设置车门两次开启的时间间隔即列车的发车时间间隔；另一个变迁cReleaseL1_2、cReleaseL1_3、cReleaseL1_4用于设置车门的开启时间即列车的停站时间。以上两种类型的车门控制模型组成系统车门控制模型如附图4所示。

步骤35：建立城市轨道交通客流分配模型，以此模型判断步骤2中搜索的最短路径中车站拥挤度是否达到拥挤度的阈值，该步骤具体如下：

在本专利中拥挤度阈值设定为站房最高聚集人数的80％。当到达车站的人数未达到站房最高聚集人数的80％时，系统选择步骤2中搜索的最短路径作为乘客的出行路径并打印。当到达车站的人数达到80％时，为防止车站人数进一步聚集而影响乘客的出行效率，此时系统将选择新的路径以提供给乘客出行使用，并转向下一步骤。

在进一步的实施例中，步骤4中提及的根据城市轨道交通网络区间和站点的广义费用，搜索进出站之间的次短路径包括如下步骤：

步骤41：构建起的轨道交通广义费用作为区间和车站的权重搜索轨道交通网络。

步骤42：选择广义费用作为区间和车站权重的次短路径，使用基于Dijkstra最短路径算法的k条渐短路搜索算法搜索次短路径，搜索出的次短路径即作为系统选择的路径之一。

在更进一步的实施例中，步骤42进一步为：

步骤421：从网络最短路径中任意挑选一边删除之，而后使用最短路径算法将空余部分的路段用其他的路段补上，找出临时的最短路径；

步骤422：重复执行步骤421的操作，直到最短路径中的所有路段都被删除且找到替代路段，此时比较所有找出的临时最短路径，其中路长最短的即是次最短路径。

在进一步的实施例中，步骤5中进一步如下：系统选择步骤4中搜索的次短路径作为乘客的出行路径并打印。

基于上述方法，可构建一种路径建议系统，例如一种城市轨道交通乘客出行路径建议系统，包括：

乘客出行路径建议器，设置在轨道交通车站的进站处，用于采集进入轨道交通系统乘客的进出站信息，并根据广义费用函数搜索进出站之间关于广义费用的最短路径；通过利用Anylogic建立的城市轨道交通客流分配模型中的车站实时人数数据比对搜索出的最短路径所经过车站的车站人数若未达到车站最高聚集人数阈值(80％)，则建议器打印最短路径出行小票，乘客根据小票建议出行。否则该建议器重新根据广义费用函数搜索进出站之间关于广义费用的次短路径，完成搜索后，建议器打印次短路径出行小票，乘客根据小票建议出行。该乘客的路径分配结束。

综上，本发明结合了乘客出行便捷的需求并同时考虑了系统拥挤度的相关参数，对乘客在城市轨道交通出行中的路径选择提出一种切实可行的建议。硬件设施方面，包括可以用于采集记录乘客出行信息及提供乘客出行路径建议的乘客出行路径建议器。乘客出行建议器根据乘客出行的始末站信息选择关于广义费用的最短路径或是次短路径；并根据是否达到车站拥挤度作为判断条件，若未达到则打印最短出行路径，否则打印次短出行路径；而后乘客按照出行小票建议出行。采用此种方法可以提高乘客的出行效率并且缓解车站拥挤度从而提高轨道交通的运行效率。

总之，本发明针对城市轨道交通乘客出行路径起到建议作用，通过建立线路的广义费用函数寻找关于广义费用的最短路径和次短路径；并根据利用Anylogic建立的轨道交通客流分配模型中实时记录的车站乘客数量是否达到阈值进而选择关于广义费用的最短路径或是次短路径，从而对于乘客的出行路径起到建议作用。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。