一种基于多源数据的公交线路客流动态分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，基于车辆GPS、公交IC卡及公交GIS空间信息等多源数据获取公交现状OD，并通过可靠性评价指标构建基于路网流量分时段变化而动态更新的路径阻抗模型，并基于该阻抗模型和基于容量限制的多路径公交客流分配模型进行客流的动态分配，得到分配结果。本方法基于多源信息，在考虑了城市公交链式出行情况下，最大可能的贴近真实公交客流出行特性，同时进一步考虑了换乘惩罚、乘车舒适度等因素，并基于候车时间、到站准点率、到站时间离散度、车厢拥挤程度的可靠性进行阻抗函数修正，建立基于路网流量分时段变化而动态更新的阻抗函数，提高了分配模型的精准度。提高了分配模型的精准度。提高了分配模型的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据的公交线路客流动态分配方法


[0001]本专利技术属于城市公交规划领域，具体涉及一种基于多源数据的公交线路客流 动态分配方法。

技术介绍

[0002]随着新时代乘客出行体验的持续提升，公交行业对效率和服务水平的追求越 来越高，一个高效运行的公交系统，将有利于城市交通的畅通，吸引居民公共交 通出行，节省城市资源减少碳排放。在大数据、人工智能等新兴技术快速发展的 条件下，为充分利用多源数据来准确识别公交出行特征、挖掘居民出行潜在规律 提供了可能。突破城市公交出行定量分析中的公交客流分配技术瓶颈已成为当前 研究的重要课题之一。
[0003]现阶段，城市公交分配模型构建中，很少考虑乘客出行习惯、出行链的影响， 多为OD间的单路径分配，人工构建公交网络的方法费时费力且难以保证准确性， 最终导致客流分配结果与实际相差甚远。随着城市公交体系的逐步完善，通过大 数据等新兴技术手段，利用车辆GPS、公交IC卡、公交GIS空间信息等数据精 准识别每位乘客的出行链行为，深入分析乘客时空出行特性，为构建考虑乘客出 行时段、出行偏好、站点换乘等多因素影响的动态公交分配算法，改进和提高传 统分配模型的预测精度提供了可能。
[0004]公交客流分配预测结果的精准性，很大程度上影响着公交规划、政策制定的 科学性。如何综合考虑公交客流现状出行特征、乘客公交路径出行链选择行为特 性，构建基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，对服务公交规划设计与管 理控制方案的制定和评价，打造优质公交系统具有重要意义。
专利技术内容
[0005]基于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种基于多源数据的公交线路客流动 态分配方法，应用多源大数据、人工智能等新兴技术，突破城市公共交通出行定 量分析中的公交客流分配技术瓶颈，实现公交客流指标的多维度统计、出行特征 的识别、客运量分布规律和变化预判等功能，并应用于公交管理工作中，有利于 提高公交运营管理水平和支撑碳中和，有利于环境保护。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0007]一种基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、获取公交行驶的GIS数据，并进行数据处理；
[0009]步骤2、获取车辆GPS数据、公交IC卡数据，并对数据进行处理，结合步 骤1的数据获取公交现状OD；
[0010]步骤3、构建可靠性评价指标，并基于该指标构建路径阻抗模型；
[0011]步骤4、构建基于容量限制的多路径公交客流分配模型；
[0012]步骤5、基于步骤4的模型进行客流动态分配，得到分配结果。
[0013]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0014](1)现有的多数分配方法未考虑乘客出行偏好影响，出行现状数据的获取 多为调查扩样得到，准确性难以保证，而本专利技术的技术方案基于车辆GPS、公交 IC卡及公交GIS空间信息等多源数据，通过OD识别算法精准获取公交客流出行现 状，把握乘客出行偏好，确定站点换乘路径表及相关惩罚系数，为后续模型参数 标定奠定了扎实的现状基础。
[0015](2)现有技术中的分配路径方法多为OD间的单路径最大概率可能，进行流 量的一次性分配，未考虑乘客基于出行链多路径多可能的真实情况，而本专利技术的 技术方案考虑了城市公交链式出行情况下，针对多路径可能进行基于阻抗模型的 概率配流，进行最大可能的贴近真实公交客流出行特性。
[0016](3)本专利技术的技术方案在路阻模型仅考虑出行时间费用及货币费用且阻抗 模型静态不变的基础上，进一步考虑了换乘惩罚、乘车舒适度等因素，并基于候 车时间、到站准点率、到站时间离散度、车厢拥挤程度的可靠性进行阻抗函数修 正，建立基于路网流量分时段变化而动态更新的阻抗函数，提高了分配模型的精 准度。
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的实施例中的基于多源数据的公交线路客流动态分配方法步 骤流程图。
[0019]图2为本专利技术的实施例中获取的公交行驶的GIS数据示意图。
[0020]图3为本专利技术的实施例中确定公交车辆的进站点的步骤流程图。
[0021]图4为本专利技术的实施例中识别乘客的上车站点的步骤流程图。
[0022]图5为本专利技术的实施例中识别乘客的下车站点的步骤流程图。
[0023]图6为本专利技术的实施例中获取的某时段的OD示意图。
[0024]图7为本专利技术的实施例中构建的基于容量限制的多路径公交客流分配过程 示意图。
[0025]图8为本专利技术的实施例中某一时间段内的基于多源数据的公交线路客流动 态分配结果示意图。
具体实施方式
[0026]一种基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，包括以下步骤：
[0027]步骤1、获取公交行驶的GIS数据，并进行数据处理，具体为：
[0028]步骤1
‑
1、获取公交行驶的GIS数据，将其中的线路信息和站点信息转化为 线路线位表、物理站点表；
[0029]步骤1
‑
2、将物理站点基于公交路线以及公交上下行方向转换为线路站点， 即将某物理站点与其归属的线路(可能大于1条)进行关联；
[0030]步骤1
‑
3、基于各线路确定站点间的线段长度，得到站点间距离T
ride
，并基 于站点间距离阈值l确定站点间换乘距离T
walk
；
[0031]步骤1
‑
4、确定同线路内站点间的乘车路径集合表P
ride
；
[0032]步骤1
‑
5、基于步骤1
‑
3的站点间换乘距离T
walk
以及步骤1
‑
4的同线路内站 点间的乘车路径P
ride
确定跨线路站点间换乘路径P
transfer
。
[0033]步骤2、获取车辆GPS数据、公交IC卡数据，并对数据进行处理，结合步 骤1的数据获取公交现状OD，具体为：
[0034]步骤2
‑
1、获取车辆GPS数据、公交IC卡数据，其中，车辆GPS数据包括 记录时刻、线路编号、车辆编号、车辆经度、车辆纬度、车辆速度、车辆行驶方 向角；公交IC卡数据包括消费时刻、卡号、消费金额、线路编号、车辆编号；
[0035]步骤2
‑
2、确定公交车辆的进站点，具体为：
[0036]依据车辆与站点距离d、车辆速度v、车辆行驶方向角与站点方向角之差， 确定车辆的有效进站点：
[0037][0038]其中，R为地球半径，Lng
GPS
为车辆GPS数据中的车辆经度，Lat
GPS
为车辆 GPS数据中的车辆纬度，Lng
GIS
为公交行驶的GIS数据中公交线路站点的经度值，L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取公交行驶的GIS数据，并进行数据处理；步骤2、获取车辆GPS数据、公交IC卡数据，并对数据进行处理，结合步骤1的数据获取公交现状OD；步骤3、构建可靠性评价指标，并基于该指标构建路径阻抗模型；步骤4、构建基于容量限制的多路径公交客流分配模型；步骤5、基于步骤4的模型进行客流动态分配，得到分配结果。2.根据权利要求1所述的基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，其特征在于，所述步骤1的获取公交行驶的GIS数据并进行数据处理，具体为：步骤1
‑
1、获取公交行驶的GIS数据，将其中的线路信息和站点信息转化为线路线位表、物理站点表；步骤1
‑
2、将物理站点基于公交路线以及公交上下行方向转换为线路站点；步骤1
‑
3、基于各线路确定站点间的线段长度，得到站点间距离T
ride
，并基于站点间距离阈值l确定站点间换乘距离T
walk
；步骤1
‑
4、确定同线路内站点间的乘车路径P
ride
；步骤1
‑
5、基于步骤1
‑
3的站点间换乘距离T
walk
以及步骤1
‑
4的同线路内站点间的乘车路径P
ride
确定跨线路站点间换乘路径P
transfer
。3.根据权利要求1所述的基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，其特征在于，所述步骤2中的获取公交现状OD，具体为：步骤2
‑
1、获取车辆GPS数据、公交IC卡数据，其中，车辆GPS数据包括记录时刻、线路编号、车辆编号、车辆经度、车辆纬度、车辆速度、车辆行驶方向角；公交IC卡数据包括消费时刻、卡号、消费金额、线路编号、车辆编号；步骤2
‑
2、确定公交车辆的进站点；步骤2
‑
3、依据公交IC卡数据和公交车辆的进站点识别乘客的上车站点；步骤2
‑
4、识别乘客的换乘站点；步骤2
‑
5、识别乘客的下车站点；步骤2
‑
6、依据步骤2
‑
3至2
‑
5的结果进行公交客流OD的统计，将24小时的OD数据按照15分钟一个时间段进行聚类，对每个时间段内的各条线路的上客量、下客量、换乘量进行统计分析；按上车站点、下车站点、日期、15分钟时间片统计包含出行链的OD，并对OD进行栅格化汇总统计。4.根据权利要求3所述的基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，其特征在于，所述步骤2
‑
2中的确定公交车辆的进站点，具体为：依据车辆与站点距离d、车辆速度v、车辆行驶方向角与站点方向角之差，确定车辆的有效进站点：其中，R为地球半径，Lng
GPS
为车辆GPS数据中的车辆经度，Lat
GPS
为车辆GPS数据中的车
辆纬度，Lng
GIS
为公交行驶的GIS数据中公交线路站点的经度值，Lat
GIS
为公交行驶的GIS数据中公交线路站点的纬度值；当车辆与站点距离d、车辆速度v、车辆行驶方向角与站点方向角之差均小于设定的阈值时，判断该站点为公交车辆的有效进站点。5.根据权利要求3所述的基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，其特征在于，所述步骤2
‑
4中的识别乘客的换乘站点，具体为：若乘客的公交IC卡数据中前后两次乘车的IC卡数据中的后一次乘车的上车点附近存在前一次公交线路的下游站点，则认为这两次出行在空间上构成衔接；同时，若前一次下车时间与后一次上车时间差小于阈值Δt，则标记为换乘出行，标记该站为换乘站，即该次出行为出行链出行。6.根据权利要求5所述的基于多源数据的公交线路客流动态分配方法，其特征在于，所述步骤2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：朱治邦，白桦，刘秀彩，孙婧，余曼，白杰，周涛，
申请(专利权)人：华设设计集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：