一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法。本发明专利技术的方法步骤：S1、数据预处理；S2、获取交叉口范围经纬度数据，从公交车辆GPS数据库中筛选出交叉口范围内的公交车辆运行数据库；S3、利用速度——时间积分模型估计公交车辆在交叉口的实际行驶时间，进而计算每辆公交车辆的交叉口延误；S4、计算统计间隔各交叉口的平均公交车辆延误时间均值；S5、利用相交道路的等级判断交叉口类型；S6、分类统计各类型交叉口平均延误的累积频率分布情况，确定瓶颈程度判别阈值，并对各类型交叉口运行瓶颈进行动态识别。本发明专利技术能够提高公交车辆在交叉口处的运行效率，普适性高。

A Bottleneck Discrimination Method for Bus Intersection Based on Dynamic Data

The invention discloses a method for identifying bottlenecks of bus intersection operation based on dynamic data. The method steps of the invention are: S1, data preprocessing; S2, acquiring longitude and latitude data of intersection range, screening out bus operation database within intersection range from bus GPS database; S3, estimating actual travel time of bus at intersection by using speed-time integral model, and then calculating each vehicle. Delays at intersections of public transport vehicles; S4, average delay time of public transport vehicles at intersections with statistical intervals; S5, judging intersection types by grade of intersecting roads; S6, classifying and counting the cumulative frequency distribution of average delay at intersections of various types, determining the threshold of bottleneck degree, and judging various types of intersections. The bottleneck of port operation is dynamically identified. The invention can improve the operation efficiency of the bus at the intersection and has high universality.

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法
：本专利技术涉及一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，属于智能公交技术、公交大数据和城市公交运行管理领域。
技术介绍
：交叉口是道路的重要组成部分，是城市交通延误产生的高发地点。公交车辆灵活性较差，在交叉口处由于社会车辆影响、信号配置不合理、车道划分不科学、公交路权得不到保障等原因，往往比社会车辆的延误更大，导致公交乘客在交叉口处等待时间过长，影响公交车辆的整体运行效率。因此，有必要面向公交系统，研究公交车辆在运行过程中遇到的交叉口瓶颈。瓶颈由于受到动态交通流的影响，具有时空动态性，而目前大多是基于交叉口的静态设施影响而研究的瓶颈，对交叉口数据的采集也多采用传统的人工调查手段，以此进行的交通分析显露出较大的局限性，不能对交叉口瓶颈产生的时间、空间、程度进行动态的判断，不利于公共交通管理与决策的实时性和科学性。近年来智能公交系统的发展，尤其是车载GPS定位系统，能实时记录公交车辆的时空位置信息，带来了海量的公交车辆运行数据，如何对这些数据进行准确、高效地分析挖掘，快速、精确甄别公交车辆运行过程中的交叉口瓶颈，是解决公交车辆运行与管理问题的关键。本专利技术提出了一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，充分利用公交车辆的实时GPS数据以及城市道路信息数据，全面分析、把握城市交通系统中各交叉口处的公交车辆运行状态，并动态识别出面向公交车辆运行的交叉口瓶颈出现的时间、空间，并判断瓶颈程度。该方法有助于交通规划部门、交通管理部门、公交管理部门准确把握公交车辆在城市各交叉口的运行状态，通过交叉口的设计优化、管理优化合理配置道路资源，通过公交车辆的调度优化、运营优化合理配置公交资源，从而改善公交车辆的交叉口瓶颈，提高公交车辆在交叉口处的运行效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，能够提高公交车辆在交叉口处的运行效率，普适性高，有较大的推广前景。上述的目的通过以下技术方案实现：一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，该方法包括如下步骤：S1、数据预处理，包括异常数据判别、数据清洗、数据融合和交叉口信息补充；S2、获取交叉口范围经纬度数据，从公交车辆GPS数据库中筛选出交叉口范围内的公交车辆运行数据库；S3、利用速度——时间积分模型估计公交车辆在交叉口的实际行驶时间，进而计算每辆公交车辆的交叉口延误；S4、计算统计间隔各交叉口的平均公交车辆延误时间均值；S5、利用相交道路的等级判断交叉口类型；S6、分类统计各类型交叉口平均延误的累积频率分布情况，确定瓶颈程度判别阈值，并对各类型交叉口运行瓶颈进行动态识别。所述的基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，步骤S1中所述的数据预处理具体包括判断与正常数据存在偏差的异常数据对象并将其进行剔除，同时将公交车辆GPS数据、AVL数据及城市道路交叉口信息进行匹配和融合，补充说明城市道路交叉口是否存在车祸、公交车辆故障、施工信息，并实时进行更新。所述的基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，步骤S3中所述的计算每辆公交车辆的交叉口延误的具体方法是：S31、根据客流走廊上是否布设具有独立路权的公交车道判断客流走廊类型是常规公交客流走廊或快速公交客流走廊，同时界定常规公交客流走廊的畅行速度为35km/h，对于瞬时速度大于最高值45km/h的数据、赋予最高值45km/h；界定快速公交客流走廊的畅行速度为40km/h，对于瞬时速度大于最高值60km/h的数据赋予最高值60km/h；S32、获取交叉口范围经纬度数据，并从公交车辆GPS数据库中筛选出交叉口范围内的公交车辆运行数据库；S33、计算每辆公交车辆在交叉口的有效行驶距离l：其中，l为公交车辆在交叉口内行驶的有效距离，序列t1→tn和v1→vn分别为第1至n个时间区段有效距离内公交车辆所有的GPS时间序列和瞬时速度序列；S34、计算公交车辆在交叉口的实际行驶时间T实：其中，L为交叉口某进口道的公交车辆在交叉口影响范围内应行驶的距离，V为所有公交车辆在该交叉口影响范围内行驶的平均车速。S35、计算每辆公交车辆在交叉口的延误Dij(t)：Dij(t)指t时间段通过i交叉口的第j辆公交车辆的延误，T畅指公交车辆在该交叉口的畅行时间，v畅指公交车辆在该交叉口的畅行速度，其中常规公交客流走廊的畅行速度为35km/h，界定快速公交客流走廊的畅行速度为40km/h。本专利技术所产生的有益效果：本专利技术为普适性强、实用简便的处理方法，利用基于频率累积的公交车辆动态瓶颈识别方法，能够有效地利用公交大数据优势，充分融合城市道路基础信息，减少调查人员投入，提高数据可靠度，增强适用性。附图说明图1为一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法的系统框架图；图2为某市路段A交叉口分布图；图3为某市路段各A交叉口具体情况图；图4为某市部分公交车辆GPS数据示意图；图5为某市路段A各类型交叉口延误累积分布图；图6为某市路段A各类型交叉口运行状态及瓶颈程度判别图；图7为某日某市路段A各交叉口运行状态及瓶颈程度分析图；图8为某市路段B交叉口分布图；图9为某市路段B各交叉口具体情况图；图10为某市路段B各类型交叉口延误累积分布图；图11为某市路段B各类型交叉口运行状态及瓶颈程度判别图；图12为某日某市路段B各交叉口运行状态及瓶颈程度分析图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示是一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法的系统框架图，主要包括：步骤一、数据预处理，主要对来自公交车辆数据采集系统的数据进行异常数据判断，数据清洗工作，后将公交车辆GPS数据、AVL数据及来自于城市道路信息系统的城市交叉口信息进行匹配和融合；步骤二、获取交叉口范围经纬度数据，从公交车辆GPS数据库中筛选出交叉口范围内的公交车辆运行数据库；步骤三、利用速度——时间积分模型估计公交车辆在交叉口的实际行驶时间，进而计算每辆公交车辆的交叉口延误，具体步骤如下：首先根据客流走廊上是否布设具有独立路权的公交车道判断客流走廊类型——常规公交客流走廊或快速公交客流走廊。客流走廊大多布设在城市主干道上，但是地面公交有常规公交与快速公交之分，造成公交走廊等级不同，导致其在交通设施配置上有较大差别，运行速度也相差较大。因此，界定常规公交客流走廊的畅行速度为35km/h，对于瞬时速度大于最高值45km/h的数据、赋予最高值45km/h；界定快速公交客流走廊的畅行速度为40km/h，对于瞬时速度大于最高值60km/h的数据赋予最高值60km/h；计算交叉口范围内每辆公交车辆在交叉口的有效行驶距离l：其中，l为车辆在交叉口内行驶的有效距离，序列t1→tn和v1→vn分别为第1至n个时间区段有效距离内公交车辆所有的GPS时间序列和瞬时速度序列。计算公交车辆在交叉口的实际行驶时间T实：其中，L为交叉口某进口道的公交车辆在交叉口影响范围内应行驶的距离，为所有公交车辆在该交叉口影响范围内行驶的平均车速。计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、数据预处理，包括异常数据判别、数据清洗、数据融合和交叉口信息补充；S2、获取交叉口范围经纬度数据，从公交车辆GPS数据库中筛选出交叉口范围内的公交车辆运行数据库；S3、利用速度——时间积分模型估计公交车辆在交叉口的实际行驶时间，进而计算每辆公交车辆的交叉口延误；S4、计算统计间隔各交叉口的平均公交车辆延误时间均值；S5、利用相交道路的等级判断交叉口类型；S6、分类统计各类型交叉口平均延误的累积频率分布情况，确定瓶颈程度判别阈值，并对各类型交叉口运行瓶颈进行动态识别。

【技术特征摘要】
1.一种基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、数据预处理，包括异常数据判别、数据清洗、数据融合和交叉口信息补充；S2、获取交叉口范围经纬度数据，从公交车辆GPS数据库中筛选出交叉口范围内的公交车辆运行数据库；S3、利用速度——时间积分模型估计公交车辆在交叉口的实际行驶时间，进而计算每辆公交车辆的交叉口延误；S4、计算统计间隔各交叉口的平均公交车辆延误时间均值；S5、利用相交道路的等级判断交叉口类型；S6、分类统计各类型交叉口平均延误的累积频率分布情况，确定瓶颈程度判别阈值，并对各类型交叉口运行瓶颈进行动态识别。2.根据权利要求1所述的基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，其特征在于，步骤S1中所述的数据预处理具体包括判断与正常数据存在偏差的异常数据对象并将其进行剔除，同时将公交车辆GPS数据、AVL数据及城市道路交叉口信息进行匹配和融合，补充说明城市道路交叉口是否存在车祸、公交车辆故障、施工信息，并实时进行更新。3.根据权利要求1或2所述的基于动态数据的公交车辆交叉口运行瓶颈判别方法，其特征在于，步骤S3中所述的计算每辆公交车辆的交叉口延误的具体方法是：S31、根据客流走廊上是...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，李婷，伍艺，白舒安，褚昭明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32