基于随机森林——隐马尔可夫融合算法的乘客轨迹还原与意图识别
Passenger Trajectory Reconstruction and Intention Recognition Based on Random Forest-Hidden Markov Fusion Algorithm
摘要: 随着城市轨道交通路网的快速扩张,地铁站作为客流集散的关键节点,其设施布局的合理性直接关系到运营效率与乘客满意度。然而,现有的车站设施布局往往依赖于设计经验及行业规范,缺乏对乘客出行意愿的挖掘,易出现动线冲突与高峰时段局部拥堵。针对这一问题,本文提出了一种融合隐马尔可夫模型与随机森林的乘客行为推演模型,构建了考虑乘客出行意愿的动线预测模型,丰富了地铁车站设施布局优化的理论依据,为运营部门进行车站局部改造及客流组织优化提供了可操作的决策支持。
Abstract: With the rapid expansion of urban rail transit networks, subway stations serve as critical hubs for passenger flow distribution. The rationality of their facility layout directly impacts operational efficiency and passenger satisfaction. However, existing station layouts often rely on design experience and industry standards, lacking consideration of passenger travel preferences. This frequently leads to conflicts in movement paths and localized congestion during peak hours. To address this issue, this paper proposes a passenger behavior simulation model integrating Hidden Markov Models (HMMs) and Random Forests. It constructs a movement path prediction model that incorporates passenger emergence preferences, thereby enriching the theoretical basis for optimizing subway station facility layouts. This approach provides actionable decision support for operational departments undertaking localized station renovations and optimizing passenger flow management.
文章引用:贾小艺. 基于随机森林——隐马尔可夫融合算法的乘客轨迹还原与意图识别[J]. 建模与仿真, 2026, 15(4): 10-21. https://doi.org/10.12677/mos.2026.154049

参考文献

[1] 刘力铭. 重庆市轨道交通公共服务质量提升路径研究[D]: [硕士学位论文]. 重庆: 重庆大学, 2024.
[2] 李玉书, 孙越, 万衡, 等. 城市轨道交通车站换乘通道客流压力的评估方法[J]. 城市轨道交通研究, 2020, 23(1): 106-109, 144.
[3] 刘宬圻. 重庆轨道交通服务质量评价与提升策略研究[D]: [硕士学位论文]. 重庆: 重庆工商大学, 2025.
[4] 刘瀚中, 刘志钢. 基于结构方程模型-模糊综合评价法的地铁乘客满意度研究[J]. 物流工程与管理, 2023, 45(3): 101-105, 96.
[5] 于瀛. 轨道交通站内智能储物设施研究与设计[J]. 机械管理开发, 2023, 38(7): 91-93, 96.
[6] 肖逸影, 王东, 吴宁宁, 等. 冻雨极端天气下武汉市轨道交通客流特征分析[J]. 现代城市轨道交通, 2025(7): 107-113.
[7] 高嘉豪, 原培, 肖赵文, 等. 城市轨道交通运营安全评价研究[J]. 黑龙江科学, 2025, 16(17): 159-161.
[8] 夏泽郁, 汤育春, 李启明. 基于韧性理论的中国城市轨道交通事故统计分析[J]. 都市快轨交通, 2020, 33(3): 148-156.
[9] 孙沈强. 城市轨道交通运营过程中突发事件的安全管理对策[J]. 人民公交, 2025(16): 171-173.
[10] 杨晓霞, 张蕊, 李永行, 等. 火灾爆发时地铁站乘客疏散多目标路径优化方法[J]. 交通运输工程学报, 2023, 23(5): 192-209.
[11] 赵刚. 城市轨道交通资产管理信息系统建设研究[J]. 城市轨道交通研究, 2022, 25(4): 6-9.
[12] 江婷婷, 安雪晖. 资产管理系统在国内地铁运营商中的应用[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2015, 55(2): 176-183.
[13] 赵刚. 基于“智慧地铁”的城市轨道交通资产管理系统研究[J]. 城市轨道交通研究, 2022, 25(1): 166-169, 175.
[14] 刘枫, 邵春福, 贾洪飞, 等. 城轨换乘站服务设施布局与流线优化仿真评价[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(7): 1670-1681.
[15] 黄攀. 城市轨道交通网络化运营带来的问题及应对措施[J]. 城市轨道交通研究, 2023, 26(6): 247-250.
[16] 雷强. 适应网络化运营的新建城市轨道交通线路运营组织方案设计研究[J]. 现代城市轨道交通, 2024(7): 115-118.
[17] 毕小玉. 网络化运营背景下城市轨道交通换乘站AFC系统改造方案研究[J]. 城市轨道交通研究, 2022(S2): 75-78.
[18] 袁也, 徐皓, 王悉, 等. 基于量子计算的城市轨道交通网络末班车衔接优化[J]. 都市快轨交通, 2024, 37(2): 139-145.
[19] 谢正光, 魏运. 新时代我国城市轨道交通运营新模式探讨[J]. 都市快轨交通, 2022, 35(1): 54-59.
[20] 张世成, 李伟, 蒲浩, 等. 地铁线路纵断面经济-低碳双目标智能优化[J]. 铁道科学与工程学报, 2026, 23(1): 124-136.
[21] 李晓锋, 王荔, 栾承志, 等. 基于实际地铁线路的全生命周期碳排放研究[J]. 都市快轨交通, 2024, 37(1): 82-87.
[22] 周勇, 彭帅, 周超. 绿色低碳城市轨道交通规划设计与实践[J]. 城市轨道交通研究, 2025, 28(8): 7-13, 19.
[23] Holgado, P., Villagra, V.A. and Vazquez, L. (2020) Real-Time Multistep Attack Prediction Based on Hidden Markov Models. IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, 17, 134-147. [Google Scholar] [CrossRef
[24] 郝芳, 王宏超, 李宏伟. 基于连续隐马尔可夫的滚动轴承故障诊断[J]. 中国工程机械学报, 2019, 17(2): 184-188.
[25] Liu, X., Kuang, R.X., Wang, B. and Yue, Y.T. (2018) Segmentation Algorithm of Spine CT Image Based on Hidden Markov Random Field. Journal of Harbin University of Science and Technology, 2, 1-5.
https://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-HLGX201802001.htm
[26] 陶希祥. 建筑垃圾运输车辆轨迹地图匹配与偏离判断研究[D]: [硕士学位论文]. 北京: 北京交通大学, 2022.
[27] 林晓锋, 邹志光. 基于城市类型的我国城市轨道交通制式建设现状分析[J]. 现代城市轨道交通, 2025(2): 11-17.