城市公交线网脆弱点识别方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能交通技术领域，公开了一种城市公交线网脆弱点识别方法、装置、计算机设备及存储介质，即可基于城市公交线网的公交拓扑网络数据和在城市公共安全事件发生时记录的且所有公交车线路的车辆运行数据和客流采集数据，自动计算得到所述城市公交线网在多种静态脆弱性指标和多种动态脆弱性指标上的指标值，然后通过指标值与预设指标阈值的比较结果判断城市公交线网、各个公交站点、各段公交站间线路和各条公交车线路是否为城市公交线网脆弱点，形成可量化的且可匹配城市公共安全事件发展演化特征的脆弱点识别方案，确保最终识别结果的准确性，进而可为城市公交应急预案的保障点确定提供科学的决策依据，便于实际应用和推广。

【技术实现步骤摘要】
城市公交线网脆弱点识别方法、装置、计算机设备及存储介质
本专利技术属于智能交通
，具体地涉及一种城市公交线网脆弱点识别方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
城市公交是城市交通的基础设施，公交韧性是城市韧性的重要组成，是城市正常运行的关键。城市公交线网连通性降低，会导致公交运行服务能力降级。已有研究成果多以解决利用公交进行应急疏散，少有解决城市公交线网连通性下降有限情况的应急问题，因此识别在城市公共安全事件发生时的城市公交线网脆弱点是势在必行。现有城市公交线网脆弱点的识别方法多基于城市公交线网物理拓扑结构，即对线网拓扑结构中的结构要素进行静态识别，但是这种方法明显不适用于城市公共安全事件的发展演化特征，会导致在城市公共安全事件发生时的城市公交线网脆弱点识别结果缺乏足够的准确性，无法为城市公交应急预案的保障点确定提供科学的决策依据。
技术实现思路
为了解决现有城市公交线网脆弱点识别方法所存在识别结果缺乏足够准确性的问题，本专利技术目的在于提供一种新型的城市公交线网脆弱点识别方法、装置、计算机设备及存储介质，可基于城市公交线网的公交拓扑网络数据和在城市公共安全事件发生时记录的且所有公交车线路的车辆运行数据和客流采集数据，自动计算得到所述城市公交线网在多种静态脆弱性指标和多种动态脆弱性指标上的指标值，然后通过指标值与预设指标阈值的比较结果判断城市公交线网、各个公交站点、各段公交站间线路和各条公交车线路是否为城市公交线网脆弱点，形成可量化的且可匹配城市公共安全事件发展演化特征的脆弱点识别方案，确保最终识别结果的准确性，进而可为城市公交应急预案的保障点确定提供科学的决策依据，便于实际应用和推广。第一方面，本专利技术提供了一种城市公交线网脆弱点识别方法，包括：获取城市公交线网的公交拓扑网络数据和在城市公共安全事件发生时记录的且所有公交车线路的车辆运行数据和客流采集数据，其中，所述公交拓扑网络数据包含有公交站点集合、公交站间线路集合和公交车线路集合，所述公交站点集合包含有所述城市公交线网中的所有公交站点，所述公交站间线路集合包含有所述城市公交线网中所有在公交站点对之间存在的公交站间线路，所述公交车线路集合包含有所述城市公交线网中的所有公交车线路；根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值和站点介数中心性指标值以及所述公交站间线路集合中各段公交站间线路的区间介数中心性指标值，其中，所述站点度中心性指标值用于表征对应公交站点与其它公交站点的关联程度及对应公交站点在周围相邻区域的区位重要程度，所述站点介数中心性指标值用于表征所有公交站点对之间的最短公交路径经过对应公交站点的次数多寡程度，所述区间介数中心性指标值用于表征所有经过对应公交站间线路的最短公交路径条数占总最短公交路径条数的比例大小程度；根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述城市公交线网的公交线网有效性指标值，其中，所述公交线网有效性指标值用于表征所述城市公交线网中所有公交站点对之间客流传输效率的平均值大小程度；根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点在城市公共安全事件影响时段内的客流OD站点度指标值和所述公交站间线路集合中各段公交站间线路在城市公共安全事件影响时段内的客流OD区间介数指标值，其中，所述客流OD站点度指标值用于表征对应公交站点的重要性在所述城市公共安全事件发生时受乘客出行选择行为影响的大小程度，所述客流OD区间介数指标值用于表征对应公交站间线路的重要性在所述城市公共安全事件发生时受乘客出行选择行为影响的大小程度；根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的乘客站点换乘度指标值，其中，所述乘客站点换乘度指标值用于表征对应公交站点在所述城市公共安全事件发生时换乘客流数量与上下客流数量的比例大小程度；根据所述公交拓扑网络数据和所述车辆运行数据，计算得到所述公交车线路集合中各条公交车线路的车辆中心性指标值，其中，所述车辆中心性指标值用于表征对应公交车线路在所述城市公共安全事件发生时运行的实际发车间隔与期望发车间隔的偏离大小程度；在站点度中心性指标、站点介数中心性指标、区间介数中心性指标、公交线网有效性指标、客流OD站点度指标、客流OD区间介数指标、乘客站点换乘度指标和车辆中心性指标上，分别根据对应的指标值与预设指标阈值的比较结果，判断目标对象是否为所述城市公交线网中的脆弱点，其中，所述目标对象包含有所述城市公交线网、所述公交站点集合中各个公交站点、所述公交站间线路集合中的各段公交站间线路和所述公交车线路集合中的各条公交车线路。基于上述
技术实现思路
，可提供一种在静态脆弱性指标基础上进一步考虑客流量和公交车辆出行等动态属性的城市公交线网脆弱点鉴定方案，即可基于城市公交线网的公交拓扑网络数据和在城市公共安全事件发生时记录的且所有公交车线路的车辆运行数据和客流采集数据，自动计算得到所述城市公交线网在多种静态脆弱性指标和多种动态脆弱性指标上的指标值，然后通过指标值与预设指标阈值的比较结果判断城市公交线网、各个公交站点、各段公交站间线路和各条公交车线路是否为城市公交线网脆弱点，形成可量化的且可匹配城市公共安全事件发展演化特征的脆弱点识别方案，确保最终识别结果的准确性，进而可为城市公交应急预案的保障点确定提供科学的决策依据，便于实际应用和推广。在一个可能的设计中，在判断目标对象是否为所述城市公交线网中的脆弱点之后，所述方法还包括:汇总在所述站点度中心性指标、所述站点介数中心性指标、所述区间介数中心性指标、所述公交线网有效性指标、所述客流OD站点度指标、所述客流OD区间介数指标、所述乘客站点换乘度指标和所述车辆中心性指标上判定的脆弱点，得到所述城市公交线网的脆弱点评价结果；针对预设的应急保障目的，根据所述脆弱点评价结果确定需要保障的脆弱点，以便为应急预案的制定提供决策依据。基于前述可能设计，可以自动根据不同应急保障目的确定匹配的待保脆弱点，为应急预案的制定提供科学的决策依据。在一个可能的设计中，根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值和站点介数中心性指标值以及所述公交站间线路集合中各段公交站间线路的区间介数中心性指标值，包括：按照如下公式计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值：式中，i和j分别表示正整数，DCi表示所述公交站点集合中第i个公交站点的站点度中心性指标值，N表示所述公交站点集合中的公交站点数目，aij表示在所述第i个公交站点与所述公交站点集合中第j个公交站点之间是否存在公交站间线路的逻辑值；和/或，按照如下公式计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点介数中心性指标值：式中，i、j和k分别表示正整数，BCk表示所述公交站点集合中第k个公交站点的站点介数中心性指标值，N表示所述公交站点集合中的公交站点数目，δij表示经过所述第i个公交站点和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市公交线网脆弱点识别方法，其特征在于，包括:/n获取城市公交线网的公交拓扑网络数据和在城市公共安全事件发生时记录的且所有公交车线路的车辆运行数据和客流采集数据，其中，所述公交拓扑网络数据包含有公交站点集合、公交站间线路集合和公交车线路集合，所述公交站点集合包含有所述城市公交线网中的所有公交站点，所述公交站间线路集合包含有所述城市公交线网中所有在公交站点对之间存在的公交站间线路，所述公交车线路集合包含有所述城市公交线网中的所有公交车线路；/n根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值和站点介数中心性指标值以及所述公交站间线路集合中各段公交站间线路的区间介数中心性指标值，其中，所述站点度中心性指标值用于表征对应公交站点与其它公交站点的关联程度及对应公交站点在周围相邻区域的区位重要程度，所述站点介数中心性指标值用于表征所有公交站点对之间的最短公交路径经过对应公交站点的次数多寡程度，所述区间介数中心性指标值用于表征所有经过对应公交站间线路的最短公交路径条数占总最短公交路径条数的比例大小程度；/n根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述城市公交线网的公交线网有效性指标值，其中，所述公交线网有效性指标值用于表征所述城市公交线网中所有公交站点对之间客流传输效率的平均值大小程度；/n根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点在城市公共安全事件影响时段内的客流OD站点度指标值和所述公交站间线路集合中各段公交站间线路在城市公共安全事件影响时段内的客流OD区间介数指标值，其中，所述客流OD站点度指标值用于表征对应公交站点的重要性在所述城市公共安全事件发生时受乘客出行选择行为影响的大小程度，所述客流OD区间介数指标值用于表征对应公交站间线路的重要性在所述城市公共安全事件发生时受乘客出行选择行为影响的大小程度；/n根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的乘客站点换乘度指标值，其中，所述乘客站点换乘度指标值用于表征对应公交站点在所述城市公共安全事件发生时换乘客流数量与上下客流数量的比例大小程度；/n根据所述公交拓扑网络数据和所述车辆运行数据，计算得到所述公交车线路集合中各条公交车线路的车辆中心性指标值，其中，所述车辆中心性指标值用于表征对应公交车线路在所述城市公共安全事件发生时运行的实际发车间隔与期望发车间隔的偏离大小程度；/n在站点度中心性指标、站点介数中心性指标、区间介数中心性指标、公交线网有效性指标、客流OD站点度指标、客流OD区间介数指标、乘客站点换乘度指标和车辆中心性指标上，分别根据对应的指标值与预设指标阈值的比较结果，判断目标对象是否为所述城市公交线网中的脆弱点，其中，所述目标对象包含有所述城市公交线网、所述公交站点集合中各个公交站点、所述公交站间线路集合中的各段公交站间线路和所述公交车线路集合中的各条公交车线路。/n...

【技术特征摘要】
1.一种城市公交线网脆弱点识别方法，其特征在于，包括:
获取城市公交线网的公交拓扑网络数据和在城市公共安全事件发生时记录的且所有公交车线路的车辆运行数据和客流采集数据，其中，所述公交拓扑网络数据包含有公交站点集合、公交站间线路集合和公交车线路集合，所述公交站点集合包含有所述城市公交线网中的所有公交站点，所述公交站间线路集合包含有所述城市公交线网中所有在公交站点对之间存在的公交站间线路，所述公交车线路集合包含有所述城市公交线网中的所有公交车线路；
根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值和站点介数中心性指标值以及所述公交站间线路集合中各段公交站间线路的区间介数中心性指标值，其中，所述站点度中心性指标值用于表征对应公交站点与其它公交站点的关联程度及对应公交站点在周围相邻区域的区位重要程度，所述站点介数中心性指标值用于表征所有公交站点对之间的最短公交路径经过对应公交站点的次数多寡程度，所述区间介数中心性指标值用于表征所有经过对应公交站间线路的最短公交路径条数占总最短公交路径条数的比例大小程度；
根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述城市公交线网的公交线网有效性指标值，其中，所述公交线网有效性指标值用于表征所述城市公交线网中所有公交站点对之间客流传输效率的平均值大小程度；
根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点在城市公共安全事件影响时段内的客流OD站点度指标值和所述公交站间线路集合中各段公交站间线路在城市公共安全事件影响时段内的客流OD区间介数指标值，其中，所述客流OD站点度指标值用于表征对应公交站点的重要性在所述城市公共安全事件发生时受乘客出行选择行为影响的大小程度，所述客流OD区间介数指标值用于表征对应公交站间线路的重要性在所述城市公共安全事件发生时受乘客出行选择行为影响的大小程度；
根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的乘客站点换乘度指标值，其中，所述乘客站点换乘度指标值用于表征对应公交站点在所述城市公共安全事件发生时换乘客流数量与上下客流数量的比例大小程度；
根据所述公交拓扑网络数据和所述车辆运行数据，计算得到所述公交车线路集合中各条公交车线路的车辆中心性指标值，其中，所述车辆中心性指标值用于表征对应公交车线路在所述城市公共安全事件发生时运行的实际发车间隔与期望发车间隔的偏离大小程度；
在站点度中心性指标、站点介数中心性指标、区间介数中心性指标、公交线网有效性指标、客流OD站点度指标、客流OD区间介数指标、乘客站点换乘度指标和车辆中心性指标上，分别根据对应的指标值与预设指标阈值的比较结果，判断目标对象是否为所述城市公交线网中的脆弱点，其中，所述目标对象包含有所述城市公交线网、所述公交站点集合中各个公交站点、所述公交站间线路集合中的各段公交站间线路和所述公交车线路集合中的各条公交车线路。


2.如权利要求1所述的城市公交线网脆弱点识别方法，其特征在于，在判断目标对象是否为所述城市公交线网中的脆弱点之后，所述方法还包括:
汇总在所述站点度中心性指标、所述站点介数中心性指标、所述区间介数中心性指标、所述公交线网有效性指标、所述客流OD站点度指标、所述客流OD区间介数指标、所述乘客站点换乘度指标和所述车辆中心性指标上判定的脆弱点，得到所述城市公交线网的脆弱点评价结果；
针对预设的应急保障目的，根据所述脆弱点评价结果确定需要保障的脆弱点，以便为应急预案的制定提供决策依据。


3.如权利要求1所述的城市公交线网脆弱点识别方法，其特征在于，根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值和站点介数中心性指标值以及所述公交站间线路集合中各段公交站间线路的区间介数中心性指标值，包括：
按照如下公式计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点度中心性指标值：



式中，i和j分别表示正整数，DCi表示所述公交站点集合中第i个公交站点的站点度中心性指标值，N表示所述公交站点集合中的公交站点数目，aij表示在所述第i个公交站点与所述公交站点集合中第j个公交站点之间是否存在公交站间线路的逻辑值；
和/或，按照如下公式计算得到所述公交站点集合中各个公交站点的站点介数中心性指标值：



式中，i、j和k分别表示正整数，BCk表示所述公交站点集合中第k个公交站点的站点介数中心性指标值，N表示所述公交站点集合中的公交站点数目，δij表示经过所述第i个公交站点和所述公交站点集合中第j个公交站点的最短公交路径条数，表示经过所述第i个公交站点和所述第j个公交站点的且经过所述第k个公交站点的最短公交路径条数；
和/或，按照如下公式计算得到所述公交站间线路集合中各段公交站间线路的区间介数中心性指标值：



式中，i、j和x分别表示正整数，BCx表示所述公交站间线路集合中第x段公交站间线路的区间介数中心性指标值，M表示所述公交站点集合中所有公交站点对的最短公交路径总条数，N表示所述公交站点集合中的公交站点总数，表示经过所述公交站点集合中第i个公交站点和第j个公交站点的公交车线路总数，表示在经过所述第i个公交站点和所述第j个公交站点的所有公交车线路中经过所述第x段公交站间线路的公交车线路总数。


4.如权利要求1所述的城市公交线网脆弱点识别方法，其特征在于，根据所述公交拓扑网络数据，计算得到所述城市公交线网的公交线网有效性指标值，包括：
根据所述公交拓扑网络数据，获取所述公交站点集合中所有公交站点对的最短公交路径条数；
按照如下公式计算得到所述城市公交线网的公交线网有效性指标值Eff：



式中，i和j分别表示正整数，N表示所述公交站点集合中的公交站点总数，dij表示经过所述公交站点集合中第i个公交站点和第j个公交站点的最短公交路径条数。


5.如权利要求1所述的城市公交线网脆弱点识别方法，其特征在于，根据所述公交拓扑网络数据和所述客流采集数据，计算得到所述公交站点集合中各个公交站点在城市公共安全事件影响时段内的客流OD站点度指标值和所述公交站间线路集合中各段公交站间线路在城市公共安全事件影响时段内的客流OD区间介数指标值，包括：
按照如下公式计算得到所述公交站点集合中各个公交站点在所述城市公共安全事件影响时段内的客流OD站点度指标值：



式中，i、j、p和q分别表示正整数，表示所述公交站点集合中第i个公交站点在所述城市公共安全事件影响时段内的客流OD站点度指标值，N表示所述公交站点集合中的公交站点总数，Ii表示所述第i个公交站点的效能指标值，Ij表示所述公交站点集合中第j个公交站点的效能指标值，wij表示在所述城市公共安全事件影响时段内的且在与所述第i个公交站点和所述第j个公交站点对应的公交站间线路上的客流量，表示所述第j个公交站点的节点度，表示所述公交站点集合中所有公交站点的节点度平均值，dip表示经过所述第i个公交站点和所述公交站点集合中第p个公交站点的最短公交路径条数，djq表示经过所述第j个公交站点和所述公交站点集合中第q个公交站点的最短公交路径条数；
和/或，按照如下公...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄坤，杨正，李旭，母雪艺，
申请(专利权)人：上海旷途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31