一种基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法技术

本发明专利技术涉及一种基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法，通过对乘客换乘全局客流量时间序列进行相似性聚类，再求解其子序列的相关性，最后根据子序列聚类情况对公交线网的拓扑结构进行划分。本发明专利技术能够兼顾全局和局部公交换乘行为，为公交站点设置的优化提供更全面的参考。本发明专利技术对城市公交的换乘行为进行分析，并据此得到客流量相关性强和弱站点，有助于改进交通线网的站点设置。本发明专利技术方法不依赖于特定场景，更加通用，可用于各大中城市的公交网络。

A topological division method of public transportation network based on passenger flow

【技术实现步骤摘要】
一种基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法
本专利技术涉及数据分析在交通规划、交通运输管理的应用，更具体地说，涉及一种基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法。
技术介绍
目前我国交通设施建设的速度远远跟不上交通需求的增长，交通拥堵已经成为国内很多城市面临的主要问题。一个城市的公交线网设置对解决交通拥堵有直接影响，公交站点设置不断优化十分必要，在很多城市已经成为一种常态。而公交站点的设置优化，除需要事前进行科学的测算，更需要实际客流量的分布情况作为优化的反馈。对公交站点设置的研究，目前主流方法主要是利用物联网技术和嵌入式技术对城市交通系统实现智能查询、利用收集的IC卡数据对乘客上车站点统计和预测、运用各种聚类方法分析定制公交站点的选址和布局。但是，现有技术中的大部分方法都是运用单一方法进行数据分析，如查询、K-means聚类、层次聚类等方法，其分析结果难以兼顾交通网线的全局乘车行为和局部乘车特性，也很少兼顾实际公交线网的匹配，主观性相对较强，缺乏科学性和有效性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法，其特征在于，步骤如下：/n1)基于GPS定位数据获取所有路线的公交站点的经纬度，根据公交站点的经纬度，形成公交换乘集合T，其中，重叠的公交站点与距离小于距离阈值δ的公交站点为换乘站点；/n2)建立换乘的客流量时间序列：/n取公交首、末班车时间段，对公交换乘集合T中所有换乘的线路L

【技术特征摘要】
1.一种基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法，其特征在于，步骤如下：
1)基于GPS定位数据获取所有路线的公交站点的经纬度，根据公交站点的经纬度，形成公交换乘集合T，其中，重叠的公交站点与距离小于距离阈值δ的公交站点为换乘站点；
2)建立换乘的客流量时间序列：
取公交首、末班车时间段，对公交换乘集合T中所有换乘的线路Li及其包括的公交站点Sik，以固定时间间隔进行划分，按时间段统计换乘人数，建立公交换乘客流量时间序列F(Sik)＝(f1,f2,…,fn)，得到换乘客流量时间序列集合W；
3)基于DTW方法计算具有换乘关系的两个公交站点客的流量时间序列相似度：
对任意一对存在换乘关系的线路Li和Lj及其任意两个公交站点Sik和Sjt，换乘客流量时间序列F(Sik)＝(f1,f2,…,fn)和F(Sjt)＝(f′1,f′2,…,f′n)，计算累积距离，具体如下γ(u,v)：
γ(u,v)＝d(fu,f′v)+min{γ(u-1,v),γ(u,v-1),γ(u-1,v-1)}；
其中，d(fu,f′v)为欧氏距离，min{γ(u-1,v),γ(u,v-1),γ(u-1,v-1)}为到达当前公交站点最小的邻近元素的累积距离；
4)根据步骤3)获取的相似度，对换乘客流量时间序列集合W进行K-means聚类，得到聚类中心的集合C，C＝{Fi＝(fi1,fi2,…,fin)}，i＝1,2,…,N，N是聚类中心个数，Fi为换乘行为；
5)对集合C中的客流量时间序列，采用滑动窗口求解所有子序列之间的相关度，得到正相关子序列簇集SubC、负相关子序列簇集SubC-；
6)在原公交线网G的拓扑结构的基础上，根据正相关子序列簇集SubC、负相关子序列簇集SubC-剔除不存在换乘关系的公交站点，得到子网集合SubGset，根据子网集合SubGset中的公交站点及其在公交线网中的连线，构造新的公交线网拓扑结构。


2.根据权利要求1所述的基于换乘客流量的公交线网拓扑划分方法，其特征在于，步骤1)具体为：
1.1)分别获取任意公交线路Li和Lj，对Li的任意公交站点Sik和Lj的任意公交站点Sjt，根据其经纬度计算Sik和Sjt间的直线距离d，如下：
d＝R×arcos[cos(Y1)×cos(Y2)×cos(X1-X2)+sin(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，董新民，沈颖童，童俊成，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35