站城融合背景下南京北站智慧換乘銜接系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

高冠軍， 侯藝琦， 戈 銘， 余清鵬， 陳 茜

（1.南京市江北新區(qū)樞紐經(jīng)濟(jì)發(fā)展管理辦公室，江蘇 南京 211800； 2.東南大學(xué)交通學(xué)院，江蘇 南京 211189）

引 言

近年來，新一代交通樞紐呈現(xiàn)出融合城市與交通雙重功能的站城一體化發(fā)展趨勢(shì)。站城融合樞紐的顯著特征為站城一體、規(guī)模宏大、功能復(fù)雜、設(shè)施龐雜，在集約化利用城市土地空間的同時(shí)，也給樞紐內(nèi)部旅客綜合換乘、外部車輛快速集散帶來了巨大壓力［1］。為提升綜合交通樞紐運(yùn)行效率、暢通公眾出行和保持樞紐可持續(xù)健康發(fā)展，樞紐智慧化建設(shè)必將成為實(shí)現(xiàn)站城服務(wù)柔性融合和數(shù)字轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑。

隨著站城融合樞紐的加快發(fā)展，旅客在樞紐的換乘需求發(fā)生了改變，“智慧換乘”的概念隨之被提出。相對(duì)于傳統(tǒng)換乘，智慧換乘的關(guān)鍵在于實(shí)時(shí)捕捉乘客的換乘需求，針對(duì)性提供個(gè)性化的便捷換乘信息服務(wù)，在最短時(shí)間內(nèi)將乘客從樞紐站內(nèi)疏散至目的地，提升乘客的換乘體驗(yàn)［2］。因此，樞紐建設(shè)時(shí)應(yīng)更加關(guān)注鐵路與各種交通方式以及樞紐片區(qū)內(nèi)部地鐵、公交車、擺渡車、出租車、私家車、自行車、電動(dòng)自行車等之間的一站式換乘，提高樞紐內(nèi)外交通的順暢性、便捷性與有序性，提升整體換乘效率，滿足旅客的多元化出行需求。目前針對(duì)綜合客運(yùn)樞紐的智慧化、信息化管理系統(tǒng)的研究較多，許多信息化系統(tǒng)已在國內(nèi)外樞紐建設(shè)過程中應(yīng)用實(shí)施。國外對(duì)于綜合客運(yùn)樞紐與城市交通的換乘銜接系統(tǒng)建設(shè)研究起步較早，有較為豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已形成了相對(duì)完整的樞紐換乘銜接體系。日本、德國等國家已建立了集鐵、陸、空為一體的大型綜合客運(yùn)樞紐，運(yùn)輸方式之間通過各種換乘信道相互銜接，旅客走下火車或飛機(jī)不用出站即可直接換乘到其他運(yùn)輸方式到達(dá)目的地［3-4］。這些高鐵客運(yùn)樞紐往往采用集地上、地面、地下為一體的空間立體布局，形成集客運(yùn)、貨運(yùn)、商業(yè)、娛樂為一體的多功能化大型綜合體，并且通過一體化智慧換乘系統(tǒng)整合發(fā)布信息［5］，這為我國的樞紐智慧化建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)學(xué)者對(duì)綜合客運(yùn)樞紐的換乘銜接問題也展開了很多研究，許多學(xué)者通過研究樞紐演變機(jī)理、系統(tǒng)可靠性分析、綜合信息平臺(tái)、換乘流線組織優(yōu)化和樞紐整合體系等理論，提出了提高系統(tǒng)高效性和可靠性的措施［6-7］，同時(shí)圍繞樞紐周邊土地開發(fā)、城市軌道交通建設(shè)、道路網(wǎng)絡(luò)與換乘功能提出了綜合高鐵客運(yùn)樞紐交通換乘設(shè)施布局要點(diǎn)［8］，并在很多新建與改建高鐵站中進(jìn)行了較好應(yīng)用。然而，實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前換乘過程中仍存在交通組織不合理、信息服務(wù)不到位、換乘效率低、旅客體驗(yàn)不佳等問題，這進(jìn)一步制約著智慧樞紐的高效發(fā)展［9］。在此背景下，本文通過分析智慧樞紐客流換乘過程中的需求特征，針對(duì)南京北站樞紐經(jīng)濟(jì)區(qū)進(jìn)行智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)的框架研究，為提升站城融合智慧樞紐的一體化銜接與服務(wù)水平提供有益參考。

1 智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

高鐵換乘銜接系統(tǒng)承載著“時(shí)空壓縮最后一公里”效應(yīng)，是構(gòu)筑高效便捷的現(xiàn)代化綜合交通樞紐的關(guān)鍵，也是建設(shè)站城融合智慧樞紐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［10］。高鐵樞紐的功能發(fā)揮、客站與城市交通的銜接融合在很大程度上影響了城市綜合交通體系的運(yùn)行效率。隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，各城市高鐵樞紐智慧建設(shè)也取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，但國內(nèi)各大城市綜合高鐵樞紐站與城市交通的銜接融合仍存在與城市功能整合不足、與城市交通銜接不便，鐵路客站之間互聯(lián)互通不夠等問題。

（1）與城市功能整合不足。目前國內(nèi)高鐵樞紐普遍采用各交通信息化系統(tǒng)單點(diǎn)建設(shè)的思路，各交通方式主管部門體系分割，各交通客運(yùn)服務(wù)企業(yè)相互獨(dú)立，沒有頂層架構(gòu)對(duì)信息進(jìn)行整合，無法實(shí)現(xiàn)多交通方式信息的互聯(lián)互通。且基礎(chǔ)設(shè)施共享不足，需求響應(yīng)協(xié)同性差，“無縫換乘”仍難以實(shí)現(xiàn)。

（2）高鐵樞紐與城市交通銜接不便。由于高鐵樞紐外圍路網(wǎng)與落客平臺(tái)銜接布局不合理，標(biāo)志指引不完善，地鐵、公共汽車等城市交通接駁服務(wù)時(shí)間接續(xù)不夠等，高鐵樞紐與城市交通銜接管理不暢、銜接效率不高，影響樞紐整體的功能與效率。

（3）數(shù)據(jù)信息共享問題。各交通方式數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展不均衡，不同交通方式的數(shù)據(jù)資源目錄標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，且數(shù)據(jù)壁壘突出，不同換乘方式數(shù)據(jù)資源開放程度不足。

（4）換乘重復(fù)安檢問題。由于各交通方式安檢的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不一，如高鐵與地鐵換乘過程中存在多次安檢，使得乘客“無縫換乘”的出行體驗(yàn)被弱化，出行效率降低。

整體而言，當(dāng)前國內(nèi)大型綜合高鐵樞紐站換乘銜接系統(tǒng)的智慧化水平不一，不同城市樞紐換乘銜接系統(tǒng)建設(shè)側(cè)重點(diǎn)也有所不同，如表1 所示。從空間布局上看，換乘客流組織采取立體換乘，多采用上進(jìn)下出流線形式。在具體功能上，換乘導(dǎo)向仍主要以靜態(tài)信息標(biāo)志為主，導(dǎo)向系統(tǒng)電子化、動(dòng)態(tài)化不足；信息發(fā)布平臺(tái)多樣，包括站內(nèi)顯示大屏、信息服務(wù)臺(tái)以及公眾號(hào)、app 等移動(dòng)端；各交通方式主管部門體系分割，在與市內(nèi)銜接交通組織調(diào)度協(xié)同程度不高；同時(shí)目前大型綜合樞紐大都實(shí)現(xiàn)高鐵到地鐵的換乘“免安檢”的落地。

表1 智慧換乘銜接實(shí)踐現(xiàn)狀Tab.1 Current application of smart transfer

2 智慧樞紐換乘銜接需求分析

為提升站城融合樞紐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率、改善樞紐集疏運(yùn)管理服務(wù)質(zhì)量、準(zhǔn)確把握乘客需求，面向樞紐出行人群開智慧展樞紐換乘引導(dǎo)需求調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容涵蓋旅客可接受的換乘消耗時(shí)間與距離、換乘引導(dǎo)信息獲取方式與商業(yè)需求、換乘引導(dǎo)瓶頸、智慧引導(dǎo)信息需求等方面，通過線上與線下調(diào)查相結(jié)合的方式進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)采集［11］，最終回收有效問卷522 份。

本次受訪旅客以男士居多，約占總數(shù)的56%，旅客年齡基本分布在19~49 歲；工作性質(zhì)為學(xué)生占比37%，企業(yè)職員占比33%，政府機(jī)關(guān)或事業(yè)單位人員占比24%，其他職業(yè)占比6%；旅客的出行目的為旅游度假占比34%，公務(wù)出差占比21%，探親訪友占比23%，其他出行占比22%。故受訪旅客的性別與年齡結(jié)構(gòu)合理，工作性質(zhì)與出行目的分布均勻，滿足換乘引導(dǎo)需求問卷的調(diào)查目的。

2.1 換乘消耗時(shí)間與距離

約34%的受訪旅客能夠接受的換乘消耗時(shí)間在5~10 min，約45%的旅客能夠接受的最長(zhǎng)換乘消耗時(shí)間在10~20 min，接近60%的旅客能夠忍受的最大換乘距離為600 m。具體情況如圖1，2 所示。

圖1 旅客接受的最長(zhǎng)換乘消耗時(shí)間Fig.1 Longest transfer time accepted by passengers

圖2 旅客接受的最大換乘距離Fig.2 Maximum transfer distance accepted by passengers

2.2 換乘引導(dǎo)信息與商業(yè)設(shè)施需求

受訪旅客換乘引導(dǎo)信息獲取方式如圖3 所示，可知樞紐區(qū)的路標(biāo)及指示牌是旅客獲取信息的首要方式，智慧化信息平臺(tái)（電子顯示屏等）是旅客獲取信息的重要手段；隨著樞紐上蓋物業(yè)的發(fā)展，針對(duì)樞紐及其周邊配套商業(yè)設(shè)施，85%左右的旅客對(duì)餐飲美食有需求，如圖4 所示。

圖3 旅客換乘引導(dǎo)信息獲取方式Fig.3 Method for obtaining transfer guidance information

圖4 樞紐及其周邊配套商業(yè)設(shè)施需求Fig.4 Demand for hub and its surrounding commercial facilities

2.3 換乘引導(dǎo)瓶頸

針對(duì)旅客樞紐換乘過程中遇到的問題，超過60%的旅客認(rèn)為換乘通道走行距離過長(zhǎng)、車站導(dǎo)向信息步不明確、換乘客流交織且秩序混亂；50%左右的旅客認(rèn)為樞紐引導(dǎo)標(biāo)識(shí)存在服務(wù)智能化水平不高、樣式不顯眼、內(nèi)容不清楚等問題，具體情況如圖5， 6 所示。在樞紐換乘可靠性調(diào)查中，如圖7 所示，超過80%的旅客認(rèn)為換乘可靠性來源于換乘時(shí)間有保障、換乘引導(dǎo)信息獲取準(zhǔn)確便捷，約60%的旅客則認(rèn)為換乘可靠性來源于交通方式和線路多、可達(dá)性好。

圖5 旅客在樞紐換乘中遇到的問題Fig.5 Difficulties for passengers in hub transfers

圖6 樞紐引導(dǎo)標(biāo)識(shí)牌存在問題Fig.6 Problems in the guiding signage

圖7 旅客認(rèn)為的換乘可靠性來源分布Fig.7 Passengers′ recognized transfer reliability

2.4 換乘引導(dǎo)信息需求

受訪旅客的常用接駁方式如圖8 所示，超過90%的旅客常用地鐵接駁，約61%的旅客選用出租車或網(wǎng)約車，約46%的旅客選用公交接駁。

圖8 旅客常用接駁方式Fig.8 Commonly used transfer traffic mode

智慧引導(dǎo)信息需求調(diào)查的結(jié)果顯示，使用不同接駁方式的旅客對(duì)各類信息引導(dǎo)服務(wù)的關(guān)心程度存在差異。以使用地鐵和公交接駁的旅客為例，調(diào)查結(jié)果分別如圖9-10 所示。結(jié)果表明，超過70%的旅客更加關(guān)心線路、到站時(shí)間、位置指示、車內(nèi)擁擠程度信息，同時(shí)使用公交接駁的旅客還比較關(guān)心沿線道路的擁堵情況。主要接駁方式下旅客的換乘引導(dǎo)信息需求如表2 所示。

圖9 地鐵接駁旅客信息關(guān)心程度Fig.9 Information that subway passengers are concerned about

圖10 公交接駁旅客信息關(guān)心程度Fig.10 Information that bus passengers are concerned about

表2 主要接駁方式的換乘引導(dǎo)信息需求Tab.2 Transfer information requirements for main transfer modes

因此，針對(duì)當(dāng)前換乘銜接系統(tǒng)在建設(shè)過程中存在的城市功能整合不足， 各交通方式數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展不均衡，不同交通方式數(shù)據(jù)資源目錄標(biāo)準(zhǔn)不一致，數(shù)據(jù)壁壘突出，各換乘方式數(shù)據(jù)資源開放程度不足等問題，結(jié)合乘客在換乘銜接過程中的引導(dǎo)需求可知，未來智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)的建設(shè)需重點(diǎn)整合發(fā)布不同交通方式信息資源，著力打造一體化運(yùn)輸服務(wù)平臺(tái)，發(fā)展空鐵聯(lián)程聯(lián)運(yùn)，推動(dòng)高鐵、地鐵安檢互認(rèn)，實(shí)現(xiàn)智慧樞紐片區(qū)交通客流集疏運(yùn)的智慧感知、智慧分析、智慧指引、智慧服務(wù)等多重功能。在此目標(biāo)下針對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)，在換乘導(dǎo)向、換乘信息服務(wù)、多模式客運(yùn)組織協(xié)同與安檢互認(rèn)方面提出未來換乘銜接系統(tǒng)的建設(shè)方向，以提升系統(tǒng)的智慧化水平，具體如表3 所示。

表3 換乘銜接系統(tǒng)建設(shè)方向Tab.3 Construction direction of the transfer system

3 智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

南京北站是國家高鐵通道的重要樞紐，其智慧化建設(shè)愿景為發(fā)揮南京北站樞紐綜合交通樞紐功能，對(duì)內(nèi)打通樞紐向城市內(nèi)部的智慧出行，對(duì)外輻射蘇北皖南經(jīng)濟(jì)區(qū)，增強(qiáng)城區(qū)內(nèi)和城區(qū)外的相互融合，做到整體聯(lián)動(dòng)智慧出行起到先導(dǎo)作用［12］。南京北站在換乘系統(tǒng)設(shè)計(jì)中綜合考慮城市交通的整體需求，全面引入內(nèi)外交通資源，實(shí)現(xiàn)樞紐內(nèi)外交通的全面銜接與快速換乘，采取外部協(xié)調(diào)、內(nèi)部?jī)?yōu)化、立體銜接的交通組織方式，提高站城交通協(xié)同的整體效率，南京北站站房客流示意圖如圖11 所示。

圖11 南京北站站房客流示意圖Fig.11 Schematic diagram of passenger flow in the Nanjingbei Railway Station

基于現(xiàn)有站房建設(shè)方案，優(yōu)化設(shè)計(jì)南京北站智慧換乘銜接系統(tǒng)。以南京北站為核心場(chǎng)景整合發(fā)布不同交通方式信息資源，打造一體化運(yùn)輸服務(wù)平臺(tái)，發(fā)展空鐵聯(lián)程聯(lián)運(yùn)，推動(dòng)高鐵、地鐵安檢互認(rèn)，提升人民群眾樞紐換乘的快捷舒適性，讓旅客享受到“一票通”“一站通”“一點(diǎn)通”的便利。

南京北站樞紐智慧換乘銜接系統(tǒng)總體架構(gòu)可定義為四大層次，即功能層、模型層、數(shù)據(jù)層和設(shè)施層，下層對(duì)上層具有層層支撐的作用，具體如圖12所示。

圖12 南京北站智慧換乘銜接系統(tǒng)框架Fig.12 Framework of smart transfer system at the Nanjingbei Railway Station

3.1 設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層根據(jù)功能需求大致分為五類：信息采集設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、信息存儲(chǔ)設(shè)備、信息處理設(shè)備以及信息發(fā)布設(shè)備，如圖13 所示。

圖13 智慧換乘銜接系統(tǒng)設(shè)施體系Fig.13 Facilities for the smart transfer system

（1）信息采集設(shè)備。針對(duì)采集對(duì)象不同，包括：①采集乘客站內(nèi)位置信息的藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)、iBeacon 定位標(biāo)簽、iBeacon 定位基站等藍(lán)牙室內(nèi)定位硬件；②采集乘客換乘區(qū)域位置信息的基站信息采集儀；③采集換乘通道、出租車等候通道、公交站臺(tái)等重點(diǎn)區(qū)域客流集散狀態(tài)的攝像機(jī)；④采集樞紐區(qū)域天氣環(huán)境數(shù)據(jù)的氣象監(jiān)測(cè)站［13］。

（2）信息傳輸設(shè)備。根據(jù)傳輸信息類型主要分為兩類：傳輸布設(shè)在樞紐體的信息采集設(shè)備所獲取的信息，如藍(lán)牙室內(nèi)定位硬件、基站信息采集儀、攝像機(jī)等，以及傳輸其他接駁交通方式運(yùn)營設(shè)施采集的信息。

（3）信息存儲(chǔ)設(shè)備。主要通過數(shù)據(jù)服務(wù)器接入并存儲(chǔ)各類信息。

（4）信息處理設(shè)備。通過數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)換與深度處理。

（5）信息發(fā)布設(shè)備。通過二維碼、公眾號(hào)、小程序、手機(jī)App 等移動(dòng)端應(yīng)用和站內(nèi)電子誘導(dǎo)屏、觸摸服務(wù)平臺(tái)等站內(nèi)智能化設(shè)施進(jìn)行信息發(fā)布，為旅客提供便捷和個(gè)性化的服務(wù)呼叫、設(shè)施位置導(dǎo)航、各交通方式信息查詢等全方位出行支持。同時(shí)引入智能化查詢?cè)O(shè)施，如具備自主導(dǎo)航、定點(diǎn)巡航、自由行走、智能避障等功能，且支持人機(jī)交互的機(jī)器人提供發(fā)布各類信息。

3.2 數(shù)據(jù)層

通過整合南京北站樞紐多種交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)，依托數(shù)據(jù)智能算法和出行模型為南京北站“無縫換乘”高效出行服務(wù)。智慧換乘銜接系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)如表4 所示。

表4 智慧換乘銜接系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型表Tab.4 Data types of the smart transfer system

3.3 模型層

結(jié)合數(shù)據(jù)層輸入的數(shù)據(jù)，構(gòu)建尋路行為模型、室內(nèi)定位模型、換乘過程分析模型、換乘路徑規(guī)劃模型等，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

3.3.1 樞紐旅客尋路行為模型

樞紐旅客尋路行為服務(wù)于南京北站樞紐站內(nèi)靜態(tài)指引標(biāo)志連續(xù)布設(shè)，最大限度發(fā)揮樞紐換乘靜態(tài)導(dǎo)向標(biāo)志功能效用，提高旅客換乘出行效率。通過總結(jié)旅客尋路行為特征和規(guī)律，挖掘?qū)ぢ放c導(dǎo)向標(biāo)識(shí)之間的關(guān)系，建立樞紐旅客尋路行為模型，為樞紐導(dǎo)向標(biāo)識(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，加強(qiáng)樞紐靜態(tài)指引標(biāo)志的連續(xù)性，如圖14 所示。

圖14 尋路行為模型Fig.14 The process of pathfinding behavior model

3.3.2 室內(nèi)定位模型

室內(nèi)定位模型服務(wù)于旅客換乘動(dòng)態(tài)導(dǎo)向。建立南京北站樞紐站內(nèi)無線定位導(dǎo)航模型，幫助旅客在尋找換乘設(shè)施、售票廳、安檢口、檢票口過程中獲得動(dòng)態(tài)連續(xù)的位置指引，同時(shí)支撐高精度的站內(nèi)位置服務(wù)，為車站的精細(xì)化管理、應(yīng)急疏散、資源調(diào)配等提供基礎(chǔ)性技術(shù)保障。

通過在車站旅客出行區(qū)域部署藍(lán)牙定位硬件設(shè)備，建設(shè)站內(nèi)信息和站內(nèi)地圖數(shù)據(jù)，利用移動(dòng)終端接收到的藍(lán)牙基站信號(hào)強(qiáng)度，在藍(lán)牙組成的局域網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，進(jìn)行指紋匹配， 從而得到移動(dòng)終端的位置。

3.3.3 樞紐站內(nèi)換乘路徑規(guī)劃模型

結(jié)合南京北站樞紐站室內(nèi)多樓層空間分布特點(diǎn)，在建立三維空間室內(nèi)路徑規(guī)劃模型基礎(chǔ)上，兼顧高鐵樞紐內(nèi)復(fù)雜人流狀況和快速換乘路徑需求，考慮多目標(biāo)路徑規(guī)劃。三維空間室內(nèi)路徑規(guī)劃模型可以基于拓?fù)潢P(guān)系，利用矢量建筑圖，將建筑的單向路徑及電梯、樓梯考慮在內(nèi)，建立包含所有樓層的室內(nèi)地圖，并顯示實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)位置信息［14］。針對(duì)南京北站站城融合特色，考慮站內(nèi)空間布局龐雜、人流構(gòu)成分布復(fù)雜的特點(diǎn)，建立大型室內(nèi)三維場(chǎng)景的多目標(biāo)路徑規(guī)劃模型，解決復(fù)雜環(huán)境下權(quán)衡路徑選擇問題，常用算法模型有Dijkstra 算法、A*算法、蟻群算法、粒子群算法、遺傳算法、人工勢(shì)場(chǎng)算法等。

3.3.4 高鐵旅客換乘特性分析模型

首先通過多交通方式信息系統(tǒng)接口獲取乘客認(rèn)證信息、乘客票務(wù)信息等，收集南京北站高鐵旅客特征數(shù)據(jù)。對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立面向旅客特征的邏輯回歸、二次判別分析、支持向量機(jī)等分類模型。分別對(duì)特定類旅客的換乘過程進(jìn)行分析，確定影響換乘效率的主要因素，為優(yōu)化和評(píng)估南京北站樞紐與城市交通銜接融合提供支撐。

3.3.5 樞紐與城市交通銜接的客流預(yù)測(cè)模型

在傳統(tǒng)集散和誘發(fā)客流的基礎(chǔ)上結(jié)合“站城融合”理念，引入交通功能交通需求預(yù)測(cè)、城市功能交通需求預(yù)測(cè)、背景交通需求預(yù)測(cè)［15］，建立銜接客流預(yù)測(cè)模型，提高南京北站樞紐的交通需求預(yù)測(cè)精度。

其中，集散預(yù)測(cè)模型可采用運(yùn)輸市場(chǎng)調(diào)查法、德爾菲法等定性預(yù)測(cè)方法以及增長(zhǎng)率法、時(shí)間序列法、回歸分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等定量預(yù)測(cè)方法。誘發(fā)客流預(yù)測(cè)可針對(duì)近期需求釋放型客流和遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)誘發(fā)性客流進(jìn)行分型預(yù)測(cè)。同時(shí)，南京北站增加了城市功能交通需求預(yù)測(cè)，即預(yù)測(cè)由樞紐內(nèi)用地開發(fā)產(chǎn)生的通勤、購物等客流。另外高鐵樞紐換乘交通方式結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)可采用ML 模型、NL 模型、MNL 模型等。

3.3.6 樞紐換乘交通方式協(xié)調(diào)模型

考慮時(shí)間與空間銜接要求，建立南京北站樞紐與城市銜接交通運(yùn)能協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)高鐵樞紐與城市交通銜接融合?；谶\(yùn)營期南京北站高峰、平峰、夜間三個(gè)時(shí)段的列車到發(fā)情況，結(jié)合價(jià)格調(diào)整策略、車內(nèi)時(shí)間調(diào)整策略、銜接等候時(shí)間調(diào)整策略等協(xié)調(diào)策略模型，分別在集中指揮和自組織兩種協(xié)調(diào)管理機(jī)制下展開考慮旅客銜接異質(zhì)性需求彈性的銜接系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化建模。

3.4 功能層

3.4.1 市內(nèi)銜接交通協(xié)同運(yùn)營調(diào)度

通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)各方式運(yùn)營數(shù)據(jù)互通，交換運(yùn)營數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建需求協(xié)同響應(yīng)機(jī)制、編制協(xié)同運(yùn)營計(jì)劃、共享運(yùn)營安全保障機(jī)制，優(yōu)化市內(nèi)換乘公共交通與高鐵客運(yùn)資源配置和科學(xué)組織能力，改善客運(yùn)服務(wù)能力，提升乘客市內(nèi)接駁出行體驗(yàn)。其中需求協(xié)同響應(yīng)機(jī)制包括服務(wù)需求上傳與服務(wù)供給下達(dá)，響應(yīng)式交通方式任務(wù)協(xié)調(diào)；協(xié)同運(yùn)營計(jì)劃編制依賴于高鐵計(jì)劃班線高柔性銜接，運(yùn)營時(shí)刻表協(xié)同編制等；運(yùn)營數(shù)據(jù)共享交換包括歷史運(yùn)營數(shù)據(jù)、計(jì)劃運(yùn)營數(shù)據(jù)，以及實(shí)時(shí)服務(wù)數(shù)據(jù)；運(yùn)營安全保障主要為安檢互認(rèn)機(jī)制健全。具體實(shí)現(xiàn)：

（1）地鐵與高鐵信息互通

地鐵系統(tǒng)與高鐵信息系統(tǒng)互通，如首先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析高鐵下車乘客換乘地鐵的比例及換乘客流在整個(gè)地鐵客流中的占比，指揮車輛在不同時(shí)刻隨不同的高鐵線路到站，合理協(xié)調(diào)地鐵的發(fā)車間隔［16］。

（2）公交信息實(shí)時(shí)交互

在站臺(tái)和移動(dòng)端應(yīng)用均提供公交車導(dǎo)乘、線路查詢、車內(nèi)擁擠預(yù)警、等待時(shí)長(zhǎng)預(yù)測(cè)、乘車幫助預(yù)約、公交發(fā)車到站等信息發(fā)布和乘客交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公交運(yùn)營效率大幅提高。

（3）出租車智慧調(diào)度

將智能信號(hào)控制融入社會(huì)車輛調(diào)度，重點(diǎn)對(duì)出租車進(jìn)行調(diào)控，充分利用智能化、信息化手段對(duì)內(nèi)部出租車蓄車場(chǎng)、等候通道、接客區(qū)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)度和信息化提升，借助中控信息誘導(dǎo)屏，引導(dǎo)和自動(dòng)化匹配實(shí)現(xiàn)人車供需平衡，規(guī)范乘車秩序，提升上客效率。

（4）共享單車及無人駕駛拓展

一方面鼓勵(lì)和規(guī)范樞紐區(qū)域內(nèi)共享自行車或汽車的發(fā)展，并鼓勵(lì)通過相關(guān)智能化設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)共享車輛的精準(zhǔn)定位和車輛運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)掌握；另一方面在相關(guān)技術(shù)成熟后推廣無人駕駛車輛的使用，節(jié)省駕駛?cè)肆Γ⑻嵘嚱煌ǖ男屎桶踩浴?/p>

3.4.2 便捷換乘信息發(fā)布

信息發(fā)布平臺(tái)關(guān)注旅客換乘過程中的切實(shí)需求，充分運(yùn)用好南京北站高鐵列車到發(fā)信息、客流密度、旅客行為習(xí)慣等，整合地鐵系統(tǒng)、公交系統(tǒng)、出租車系統(tǒng)數(shù)據(jù)，管理好車站停車場(chǎng)和站前廣場(chǎng)小汽車通行規(guī)則，形成開放式的信息共享架構(gòu)和信息共享管理機(jī)制。結(jié)合自身業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，同時(shí)對(duì)外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，滿足外部系統(tǒng)對(duì)信息共享的需求。平臺(tái)從乘客經(jīng)由鐵路車站換乘的目的和方式兩個(gè)維度展開，提供到站乘車、出站、接送等不同情況下，鐵路與地鐵、公交、擺渡車、出租車、網(wǎng)約車、私家車和騎行換乘時(shí)所需信息，確保信息準(zhǔn)確、及時(shí)、集中，并滿足個(gè)性化出行需求。

3.4.3 設(shè)施位置導(dǎo)航

通過靜態(tài)指引標(biāo)志、動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)屏、移動(dòng)端App 以及智能機(jī)器人等手段提供換乘銜接設(shè)施位置導(dǎo)航，滿足旅客出行高效、換乘方便需求。其中，標(biāo)志導(dǎo)向設(shè)置應(yīng)以保證統(tǒng)一性、連續(xù)性，并具有一定的容錯(cuò)性。引導(dǎo)系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮，相互協(xié)調(diào)，一體化設(shè)置，導(dǎo)向系統(tǒng)間連接、轉(zhuǎn)換的導(dǎo)向設(shè)置具有連續(xù)性和一致性。在樞紐關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置明確的導(dǎo)向信息，對(duì)目的地及到達(dá)各目的地的最短和最適合的路線進(jìn)行引導(dǎo)，為旅客換乘提供明確、不間斷的導(dǎo)向指引。同時(shí)，隨著智慧交通的發(fā)展，標(biāo)志指引系統(tǒng)與其相融合，合理、有效的信息誘導(dǎo)系統(tǒng)既能充分發(fā)揮不同交通接駁設(shè)施的優(yōu)勢(shì)，更能極大地避免換乘過程的盲目性，提高旅客換乘效率。

3.4.4 站內(nèi)換乘路徑規(guī)劃

基于乘客所在位置，依據(jù)高鐵站內(nèi)的空間特征和環(huán)境變化，利用矢量建筑圖自動(dòng)構(gòu)建室內(nèi)建筑、地標(biāo)的可視關(guān)系，建立行人導(dǎo)航通行規(guī)則，綜合考慮路徑方向、路徑的地標(biāo)覆蓋率、路徑距離等多個(gè)目標(biāo)，建立高鐵樞紐內(nèi)多目標(biāo)路徑優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)乘客到各換乘設(shè)施服務(wù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃。

3.4.5 實(shí)時(shí)信息查詢

實(shí)現(xiàn)兼容對(duì)接各交通運(yùn)輸方式的信息、票務(wù)系統(tǒng)，利用平臺(tái)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)各種客運(yùn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，為旅客提供多元化實(shí)時(shí)信息查詢。包括其他交通設(shè)施的位置信息、線路信息、附近服務(wù)點(diǎn)信息、托運(yùn)行李位置實(shí)時(shí)信息、行程異常信息提醒，以及其他輔助信息。

3.4.6 票務(wù)互聯(lián)互通

依托南京北站智慧樞紐交通系統(tǒng)平臺(tái)，重點(diǎn)為乘客提供“一體化”票務(wù)服務(wù)，統(tǒng)一的、無差別的聚合支付服務(wù)以及兼顧共性和個(gè)性化的票證產(chǎn)品服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基于南京北站的聯(lián)程出行“一票式”。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)的現(xiàn)存問題，分析站城融合背景下樞紐乘客的換乘銜接需求，提出智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)的建設(shè)方向，進(jìn)一步以南京北站樞紐經(jīng)濟(jì)區(qū)為例開展智慧樞紐換乘銜接系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、模型層與功能層進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)與描述，通過以南京北站為核心場(chǎng)景整合發(fā)布不同交通方式信息資源，打造一體化運(yùn)輸服務(wù)平臺(tái)，發(fā)展空鐵聯(lián)程聯(lián)運(yùn)，推動(dòng)高鐵、地鐵安檢互認(rèn)，提升樞紐換乘的快捷性、舒適性。目前，南京北站樞紐經(jīng)濟(jì)區(qū)在建設(shè)過程中已經(jīng)逐步完成了智慧換乘銜接系統(tǒng)框架總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，并通過宏微觀仿真研究驗(yàn)證了換乘服務(wù)方法的良好效果，需要進(jìn)一步研究落實(shí)樞紐經(jīng)濟(jì)區(qū)智慧換乘銜接系統(tǒng)的建設(shè)模式和運(yùn)營組織模式等問題，為實(shí)現(xiàn)南京北站樞紐經(jīng)濟(jì)區(qū)智慧化管理提供支撐。