项目背景
智慧城市轨道交通建设是新基建的重点领域。同时，随着大数据、云计算、AI等新技术不断成熟与普及，智慧城市和轨道交通也不断升级与发展。为了推动城市轨道交通行业信息化健康发展和智慧城市轨道有序建设，某城市轨交集团开始深入探索客流分析及预测场景，希望充分发挥海量数据价值，打造城市“数字地铁”。
问题与需求
随着3条地铁线路的陆续开展运营，某城市轨道交通集团已在经营管理中累积了客流分析与预测的业务运营经验，同时为了提升数字化运营支撑能力，轨道交通清分系统（ACC）平台也建设了客流分析相关的基础展现报表。经过近一年的努力，利用系统数据来支撑地铁规范化运营的能力已初步形成。
随着各地铁站点、线路客流逐渐增长，运营调度管理工作日趋繁重，客户希望建立更加灵活健全的客流运营监管能力，包括深入强化线路站点的客流变化动态监控、提升列车运行图的编制精准度、改进未来客流量变化预判精确度等方面的能力，从而辅助提升用户服务水平与客流异常变化的应急处理能力。而当前系统支撑下的数据分析能力存在以下几点困难需要升级改造：
从应用展现形式上看，原有业务系统的报表查询支撑只有数据表，不能提供一目了然的可视化分析，同时数据展现粒度粗，数据应用场景受限；
从应用查询效率上看，呈现速度较慢普遍在1分钟左右，目前前端展现数据与后台数据存储处理同为一套服务器；
ACC平台目前使用传统关系型数据库，成本较高，能力扩展受限，数据分析方面的工作转向使用专门的大数据平台来处理，不论是提升速度还是降低成本都有很大的改进空间；
现有系统只能展现现状分析，无法提供历史数据分析，无法实现未来客流变化的预测，预判性防备工作暂时依赖人为经验来支撑，难度较大，同时准确性不高。
解决方案
星环科技以大数据基础平台TDH为数据底座，替代国外传统关系型数据库，利用大数据开发工具TDS进行数据开发和治理，结合智能分析工具Sophon构建基于客流预测算法的大数据分析平台，充分利用清分数据、行车计划以及车站闸机设备等各类数据，实现更加稳健灵活的客流分析与预测功能，提升线路、车站在客流运营方面的管理能力。
大数据分析平台架构
具体实施情况如下：
利用Transporter整合引入数据，打通网络，集成引入公司内部的清分数据、行车计划、车站与线路等参数信息，并将数据存储至Inceptor中，形成客流分析的统一数据资产与数据集，另外引入外部天气、大型活动、寒暑假等数据满足客流预测需要；
提供多样式展现功能，以PC端为基准展现平台，提供表格与图形交叉综合展现形式，满足运营公司各部门在客流分析与预测方面的可视化需求；
基于智能分析工具Sophon提供客流分析及预测能力。客流分析方面，基于清分数据，行车计划表等信息，结合用最短路径算法生成的OD对断面组成数据，综合处理后生成客流、OD分析、断面分析、乘距分析四方面的内容，通过客运量日分析、跨日期时间段的日分析以及通过及时掌握各站点、线网的客流异常情况，便于运营公司从管理或导流设施上做到规划性调整；客流预测方面，结合客流历史数据、天气温度变化数据、大型活动与节假日信息，主要从时间周期上按半小时、天、月、年，从空间上按车站、线路、线网提供客流预测数据，供运营公司预判性计划好管理工作方面的安排。
实施成效
该项目通过数据处理、算法计算、报表开发等围绕客流分析与预测形成了一整套数据采集处理及分析体系，共实现11个类别的页面，约32个页面，43张报表，能有效满足运营公司各部门的数据使用需求。其中，客流分析与预测实施成效最为显著：
打造多维度客流分析可视化能力
实现客运量日时段分析、各车站票种日统计、客运量对比日分析、OD矩阵日分析等16个功能点，提供了以时间周期（不同时间片、早晚高峰/平峰）、线网（车站、线路、线网）、OD等最多7个维度展现客流量信息，满足了动态灵活的数据分析需要，简洁直观的可视化界面帮助业务人员更快发现问题，有效提升工作效率。
分析效果视图（电视端）
提升日、年客流算法预测能力
实现21日预测-OD、客流量、客运量、断面、年度节假日预测等15个功能点，以历史客流结合天气提供21日、年度两个视角的节假日、寒暑假等场景的客流量预测，建立算法自学习能力。模拟用户行程准确率达到90%以上，可用于疫情密接追踪，研究实现3个信号系统运行图解析导入，达成行程模拟的要求，搭建客流基础数据资产能力，满足各种场景数据统计分析的需要。
年度月日均预测量-客运量视图
该方案服务于科学合理化的行车计划安排，对提升线网客流综合服务水平、强化线网整体管控能力起到了积极的推动作用。未来，星环科技将与该城市轨道交通该集团携手，持续深化客流分析与预测应用场景，探索智能设备运维、能耗分析建设、供应链智能协同等创新场景，构建智能化数据分析场景体系，实现“数据变现”模式，让数据产生价值，为 “数字地铁”提供数据保障。
