一种基于出行者视角的公交线网优化方案的审计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于出行者视角的公交线网优化方案的审计方法，本发明专利技术基于出行者视角的公交线网优化审计方法，包括初始公交线网优化方案影响前评估和基于公交线网优化后评价两个阶段。在前评估阶段，构建基于客流转移饱和度和出行时间延长比的公交调线影响指数BAI；根据BAI指数的大小将影响程度分为三个等级，评价初始方案对于相关出行者的影响程度，并提出相应的修正反馈建议。在后评价阶段，分别从网络和线路两个层面，关注方案实施后，实际的客流转移情况和线路常乘客的出行特征变化，对影响前评估的结果和公交线网优化方法的应用效果进行跟踪反馈。本发明专利技术为实现基于出行者视角的公交线网优化方案提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于出行者视角的公交线网优化方案的审计方法
本专利技术涉及一种基于出行者视角的利用公交刷卡数据的公交线网优化审计方法，属于公共交通线路优化和服务评价领域。
技术介绍
在众多新兴出行方式的冲击下，国内大城市的地面公交客运量普遍呈下降趋势。增强公共交通吸引力，提升公共交通供需匹配程度和运营效率，是公交线网优化的主要研究目标。目前公交线网优化效果评价手段的不足，在实施公交线网优化评价时，由于缺乏充足的依据与科学的决策支持，目前方法大多关注线网的优化方法，但是对优化后的结果评价关注较少。交线网优化方案实施后，现行的评价审计方法主要考虑线网结构层面的静态指标，与乘客的实际出行需求脱节，直至产生严重的负面影响并收到出行者明确的负面反馈后，才能有效地进行公交线路的再优化。申请号为CN201811167815.3的中国专利技术方法提供了一种城市公交线网的综合指标的评价方法，涉及城市交通运营管理
，该方法首先收集公交线网运行数据，计算所述公交线网的综合评价指标；然后确定所述综合评价指标的范围阈值；再根据所述综合评价指标的范围阈值确定公交线网结构改进方案；最后利用公交线网评价指标体系对所述公交线网结构改进方案进行评价。但是该专利技术方法仅从可达性、可靠性、客流匹配度等层面对初始公交线网进行评价，没有给出统一的评价方法。申请号为CN201710092948.8的中国专利技术方法，基于公交车GPS数据的大范围城市公交线网实时运行水平评价方法，包括数据预处理、地图匹配、旅行时间指标计算、站点停靠时间指标计算以及拥堵指标计算。该方法用于对公交线网实时运行水平进行评价，没有针对线网优化后的对乘客出行特征影响进行评价。随着智能交通信息技术的发展，地面公交系统每天产生海量的公交运营及运行数据，包括公交GPS数据、IC卡刷卡数据等。以北京为例，公共交通日均刷卡量约1700万人次，刷卡数据记录了乘客的上下车时间与位置、乘车线路等重要的交通信息。同时，伴随着新一代公交智能终端的上线，公交刷卡数据和GPS数据实现实时回传，带来了数据质量和数据时效性的变革，公交运行状态监测数据也趋于完备。愈发优质的数据条件为公交个体出行特征的长期感知提供了有力支持，也为进一步开展为公交线网优化需求的整合，优化方案实施前的审计比选以及方案实施后的效果评价提供综合全面而定量化的决策支持奠定了基础。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种基于出行者视角的公交线网优化审计方法，包括对初始方案的修正反馈和对公交线网优化方法应用效果的跟踪反馈，为实现基于出行者视角的公交线网优化方案评价提供支撑。两阶段的评价反馈均从出行者视角出发，最大限度地提高公交线网的服务水平，具体流程如图1所示：为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。基于出行者视角的公交线网优化审计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：基于线网优化方案调整前评估的修正反馈针对初始优化方案，通过海量公交历史出行数据预估线路调整可能给出行者带来的客流转移和出行时间延长情况，提出定量化的修正反馈建议，公交调线影响指数由客流转移饱和度和出行时间延长比两部分构成：步骤1.1:计算客流转移饱和度通过历史数据预测公交转移需求，选取线路调整前一周工作日内预撤销站点早晚高峰时段上车人数的平均值作为站点客流转移需求的预测值,以TDj代表站点j的客流转移需求。基于替代线路高峰站点区间满载率(LoadFactor，LF)和额定载客量(RatedPassengerCapacity，RPC)，构造替代线路在站点区间j的剩余载客能力指标，计算方法如下：式中：TD—预调线路总客流转移需求；ASC—所有替代线路的剩余载客能力；TDj—预调线路第j个预撤销站点的客流转移需求；LFij—预调线路第i条替代线路第j个预撤销站点区间的满载率；RPCi—预调线路第i条替代线路的额定载客量；numij—预调线路第i条替代线路第j个站点在早晚高峰时段的到站班次数。m—替代线路总数；n—预调线路站点j的总数；pj—预撤销站点j的早高峰登降量。步骤1.2:计算出行时间延长比调线后的出行时间延长比由三部分组成，分别是线路调整前出行时间延长比、在途时间延长比，换乘时间延长比。1、线路调整前出行时间延长比计算选取总出行时间作为出行效用的评价指标，对线路调整后通勤出行者总出行时间的延长比例进行预估，求得出行时间延长比作为公交调线影响指数的修正系数。式中：r1—线路调整前的出行时间延长比；pef—调整前预调线路站点e站点f的线路通勤者人数；Tef—调整前预调线路站点e到站点f的平均公交出行时间；Tef'—调整后预调线路与替代线路站点e到f的平均公交出行时间；n—预调线路站点总数。2、新增换乘站点识别新增换乘站点的识别分两类情况进行考虑。第一类情况是部分站点撤销的线路调整类型，第二类情况是全线撤销的线路调整类型。3、在途时间延长量预估线路撤销站点后，部分站点或全线功能由替代线路承担，因此部分出行人的出行在途时间会发生变化。在途时间可以通过各站点区间行程时间求和进行计算，各站点区间行程时间基于预调线路和替代线路的历史数据平均值进行估计。进一步可根据预调线路和替代线路在同一站点区间的行程时间差计算调线后不同出行OD在途时间延长量。式中ΔTtravel—在途时间延长量；tef'—调整后预调线路与替代线路站点e到f的平均公交行程时间但不包含换乘时间。4、换乘时间延长量预估线路撤销站点后，预调线路通勤者换乘时间延长量与平均换乘时间和总换乘次数增量有关。其中，换乘基本发生在步骤一识别出的新增换乘点处，且换乘前后的线路已知，因此可以基于刷卡数据统计该站点换乘模式的平均换乘时间。总换乘次数需要基于线路通勤者的出行OD历史数据，统计分别有多少通勤者的出行轨迹中包含新增换乘点。式中：pk—调整前预调线路经过第k个新增换乘点的线路通勤者人数；tk—第k个新增换乘点的平均公交换乘(预调线路或替代线路之间)时间；s—预整线路新增换乘点总数。经过以上4个步骤，公交调线出行时间延长比r可通过以下公式计算：步骤1.3：公交调线影响指数计算公交调线影响指数是以客流转移饱和度和出行时间延长比两个指标为基础，进行修正后计算获得的预估指数，其中前者反映线路调整方案对客流供需关系的影响，后者反映预调线路通勤者的出行效用变化，从而以出行者视角实现对初始公交线网优化方案合理性的评价。公交调线影响指数的计算方法如下：BAI＝s·r·α(6)式中，BAI—公交线路调整影响评价指数，简称公交调线影响指数；α—比例系数，取10。步骤1.4:按公交调线影响指数对预调线路的影响进行分级，如表1所示。表1公交调线影响指数等级划分...

【技术保护点】
1.基于出行者视角的公交线网优化审计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：基于线网优化方案影响前评估的修正反馈；/n针对初始优化方案，通过海量公交历史出行数据预估线路调整可能给出行者带来的客流转移和出行时间延长，提出定量化的修正反馈建议，为给出更加合理的线网优化方案提供参考；/n步骤2:基于公交线网优化后评价的跟踪审计；/n在公交线网优化方案实施后，从出行者的角度对优化效果进行跟踪评价，评价结果用于对影响前评估和优化方法流程的反馈完善；从公交网络和线路两个角度，结合优化目标，充分利用出行特征感知数据，用公交线网优化后评价指标对调整后的线网进行跟踪审计；/n步骤1是在在形成初始线网优化方案后，通过海量多源公共交通数据，计算客流转移饱和度和出行时间延长比，算得公交调线影响指数，从而给出基于线网优化方案影响前评估的修正反馈；/n若符合要求则按原方案进行线网优化，在优化方案实施后，得到线网优化实施后的公共交通数据，进入步骤2，用实施后的多源公共交通数据从网络层和线路层分别进行基于线网优化后评价的跟踪审计；/n若步骤1完成后，不符合要求，则仍要进行站点优化后，再次进入步骤1审计，符合要求后才能实施优化方案，进入步骤2。/n...

【技术特征摘要】
1.基于出行者视角的公交线网优化审计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：基于线网优化方案影响前评估的修正反馈；
针对初始优化方案，通过海量公交历史出行数据预估线路调整可能给出行者带来的客流转移和出行时间延长，提出定量化的修正反馈建议，为给出更加合理的线网优化方案提供参考；
步骤2:基于公交线网优化后评价的跟踪审计；
在公交线网优化方案实施后，从出行者的角度对优化效果进行跟踪评价，评价结果用于对影响前评估和优化方法流程的反馈完善；从公交网络和线路两个角度，结合优化目标，充分利用出行特征感知数据，用公交线网优化后评价指标对调整后的线网进行跟踪审计；
步骤1是在在形成初始线网优化方案后，通过海量多源公共交通数据，计算客流转移饱和度和出行时间延长比，算得公交调线影响指数，从而给出基于线网优化方案影响前评估的修正反馈；
若符合要求则按原方案进行线网优化，在优化方案实施后，得到线网优化实施后的公共交通数据，进入步骤2，用实施后的多源公共交通数据从网络层和线路层分别进行基于线网优化后评价的跟踪审计；
若步骤1完成后，不符合要求，则仍要进行站点优化后，再次进入步骤1审计，符合要求后才能实施优化方案，进入步骤2。


2.根据权利要求1所述的基于出行者视角的公交线网优化审计方法，其特征在于，步骤1的实施过程如下，
步骤1.1:计算客流转移饱和度
基于预撤销线路的站点登降量和替代线路剩余载客能力，预估线路撤销后的站点客流转移饱和度，饱和度越大代表客流转移压力越大，调整方案的合理性越低；基于站点登降量占比对所有撤销站点的饱和度进行加权求和，作为公交调线影响指数的基础指标；
步骤1.2:计算出行时间延长比
线路调整前出行时间延长比计算
选取总出行时间作为出行效用的评价指标，对线路调整后通勤出行者总出行时间的延长比例进行预估，求得出行时间延长比作为公交调线影响指数的修正系数；
调线后总出行时间与调线前相比，可能增加两部分时间成本，其一是在途时间延长量，其二是换乘时间延长量；因此还需要进行以下步骤：
1)新增换乘站点识别
新增换乘站点的识别分两类情况进行考虑；第一类情况是部分站点撤销的线路调整类型；第二类情况是全线撤销的线路调整类型；
2)在途时间延长量预估
线路撤销站点后，部分站点或全线功能由替代线路承担，因此部分出行人的出行在途时间会发生变化；在途时间通过各站点区间行程时间求和进行计算，各站点区间行程时间基于预调线路和替代线...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁剑成，马思雍，史清帅，郝思佳，李宗典，钱慧敏，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11