基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法，属于公交规划技术领域，包括以下步骤：获取出租车轨迹信息数据，进行预处理；提取出行起讫点OD并进行时段划分；确定线路起终点和最大覆盖范围区域；确定线路综合效能指标；确定基准站点和需求响应区域。本发明专利技术基于出租车轨迹大数据，设计数据挖掘算法，对线路可偏移服务模式的灵活公交服务区及站点进行有效识别。本方法利用易于获取的出租车轨迹数据，采用大数据分析技术对灵活公交潜在需求进行识别并对线路服务区及站点进行设置，具有实施成本低、方法灵活高效、适用范围广等优点，为线路可偏移灵活公交的方案制定及推广应用提供支撑。制定及推广应用提供支撑。制定及推广应用提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法


[0001]本专利技术涉及公交规划
，具体地涉及一种基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法。

技术介绍

[0002]线路可偏移公交属于灵活公交服务模式，服务方式介于出租车和常规公交之间，是城市公共客运的重要补充，可有效提升公交服务水平和运营效率。该模式(如图1所示)可以描述为：车辆按照固定的时刻表沿着固定的路线(基准线路)运行，同时在路线周围一定范围内提供需求响应服务，需求响应区域的宽度或范围根据实际情况设置，在需求响应区域可以设置或不设推荐乘降点，该服务模式是在常规公交的基础上增加了一定程度的横向灵活性。对设有推荐乘降点的情况，乘客需要提前进行预约。基准线路是线路可偏移公交服务的核心概念，由受严格时间窗约束的一系列有限数量的固定站点连接而成，时间窗间隔与常规公交类似。
[0003]国外较早的开展了灵活公交的理论和实践。近几年，深圳等地也开始了灵活公交运营实践探索，取得了一定的效果。由于其兼顾灵活性和经济性，预计未来该模式将在我国各类城市得到广泛运用。站点和服务区设置是线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取出租车轨迹信息数据，对重复、缺失、异常及位置漂移数据进行预处理；步骤2：对预处理后的数据进行坐标转换，提取出行起讫点时空OD信息并进行时段划分；步骤3：确定线路起终点和最大覆盖范围区域；基于整个研究区域，针对某时段OD需求，挖掘潜在的n个起终点S和t，互相连接形成备选线路集合，以满足线路长度L
st
∈[L
min
,L
max
]和起终点形成的圆形区域Ω
st
内需求强度最大为目标选取起终点对，其中需求强度为Q
st
/L
st
,Q
st
为起终点形成的圆形区域Ω
st
包含的OD数量；步骤4：在所述最大覆盖范围区域内，基于起终点确定备选线路的线路综合效能指标E
l
；根据线路决策指标确定线路综合效能指标E
l
，其中线路决策指标包括线路l的客流强度指标ε
l
、出行者时间离散程度指标δ
l
、出行者空间离散程度指标μ
l
、出行者平均步行距离指标w
l
和线路断面客流均衡程度指标λ
l
；线路综合效能指标E
l
，计算公式为：E
l
＝θ
11
ε
l
+θ
12
δ
l
+θ
13
u
l
+θ
14
w
l
+θ
15
λ
l
其中θ
11
、θ
12
、θ
13
、θ
14
和θ
15
分别代表线路l的客流强度指标ε
l
、出行者时间离散程度指标δ
l
、出行者空间离散程度指标μ
l
、出行者平均步行距离指标w
l
和线路断面客流均衡程度指标λ
l
的权重；步骤5：确定基准站点和需求响应区域在确定线路起终点和最大覆盖范围区域的基础上，考虑备选基准站点强度Q
i
及线路综合效能指标E
l
添加基准站点，优选得到最终线路方案；重复步骤3到步骤5，获得不同时段的最优方案。2.根据权利要求1所述的基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法，其特征在于：步骤1中出租车轨迹信息数据的预处理方法包括：步骤101、对出租车轨迹信息进行排序，把车牌号作为主要因子进行一次排序、检测时间为次要因子进行二次排序；步骤102、对缺失数据进行处理，位置信息和时间信息均为空的情况，直接剔除；位置信息缺失但时间信息完整时，根据需求点前后的检测时间及位置进行估算；时间信息缺失时，采用前后检测时间算数平均值进行估算；承载状态信息缺失时，根据前后四条数据的承载状态进行估算；其中，在位置信息缺失但时间信息完整的情况下，设前时刻时空位置为(x
n
‑1,y
n
‑1,t
n
‑1)，后时刻时空位置为(x
n+1
,y
n+1
,t
n+1
)，当前时刻时空位置(x
n
,y
n
,t
n
)为：
在承载状态信息缺失的情况，设前后状态值关系为S(t
n
‑2)、S(t
n
‑1)、S(t
n
)、S(t
n+1
)和S(t
n+2
)均为布尔变量，S(t
n
)为缺失值，则：步骤103、对异常数据进行处理，承载状态异常情况，在二次排序的基础上查找承载状态不连续的情况进行修正，修正后使得承载状态连续，需求点不在研究区域地图范围内情况，利用python Shapely模块的intersect几何交集函数对所有数据点进行范围检查，从而剔除研究区域范围之外的数据点。3.根据权利要求1所述的基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：步骤201、采用基于小旋转角度的变换方法将WGS84椭球体坐标系转换为平面坐标系；具体(Lon,Lat)WGS84到(x,y)的转换公式如下：Lon和Lat分别表示经度和纬度，Lat1为区域最低点纬度，Lat2为区域最高点纬度；x和y分别表示直角平面坐标系横纵坐标；R
E
为地球半径；步骤202、通过所有出租车车辆的载客状况获取乘客的上下车点信息，得到起终点OD时空信息；步骤203、利用K
‑
means聚类算法，将全部的出行发生时间分成K类。4.根据权利要求1所述的基于数据挖掘的线路可偏移公交服务区及站点设置方法，其特征在于：步骤3中确定线路起终点和最大覆盖范围区域具体为：步骤301、选择研究区域内某一时间段OD数据，剔除OD直线距离在1Km以内的数据；步骤302、通过K
‑
means聚类算法获取上下车热点分布；步骤303、给需求最大的n个上下车热点编号，编号是从M1到M
n
，并将n个上下车热点作为备选起终站点；步骤304、由M1‑
M
n
两两配对形成n*(n
‑
1)/2条备选线路，计算线路圆形最大范围Ω
st
包含的OD数量Q
st
，并按照Q
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华胜，金忠赫，赵玉琦，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：