一种基于大数据的公交运营优化仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种基于大数据的公交运营优化仿真方法，涉及智能交通信息技术应用技术领域，包括以下步骤，首先，综合考虑城市的交通情况、线路长度等因素，通过对城市公交线路各站点在不同时段的发车数的统计，精准掌握各线路各站点的运力供给情况，利用运力计算公式进行运力计算，接着，基于公交企业现有的IC卡数据、GPS数据等基础数据，通过对这些多源数据进行融合和深度挖掘，结合大数据与AI技术，对客流进行分析与预测，目的是掌握各线路、各站点的客流预测信息。本发明专利技术利用运量计算公式进行运量计算，对线路各时段客流与运力进行统计分析，目的是掌握线路的运力与客流是否匹配，筛选出需运营运力优化的问题线路。选出需运营运力优化的问题线路。选出需运营运力优化的问题线路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的公交运营优化仿真方法


[0001]本专利技术涉及智能交通信息技术应用
，尤其涉及一种基于大数据的公交运营优化仿真方法。

技术介绍

[0002]公共交通是当前城市居民出行的重要交通方式，也是解决交通拥堵的有效手段，合理的运力配置是一个城市交通发展的重要标志，但当前，随着经济的快速发展，汽车的数量逐年增加，但相应的配套设施如：道路、场站等建设相对较为落后，加之缺少有效的统计方式，无法对客流进行精准的把握，导致各城市中，公交运力配置都存在不同程度的问题，比如等车时间过长、满载率过高或者过低、车辆运行过程中出现串车、大间隔等现象，直接影响到居民的乘车体验和兴趣，同时也给公交企业的成本带来了不小的影响，所以亟需一种基于大数据的公交运营优化仿真方法来改变这一现状。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于大数据的公交运营优化仿真方法。其优点在于基于公交现有的多源大数据进行客流分析和预测，使结果更加准确；采用算法自动生成发车时刻表和行车计划表，减少人工成本；利用生成的发车时刻表和行车计划表开展相关工作，可以满足客流需求，提高运营效率；合理的运营配置，可以保证乘客服务质量同时，可以降低公交企业投入成本，减少公交资源的浪费和环境的污染。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种基于大数据的公交运营优化仿真方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：首先，综合考虑城市的交通情况、线路长度等因素，通过对城市公交线路各站点在不同时段的发车数的统计，精准掌握各线路各站点的运力供给情况，利用运力计算公式进行运力计算；
[0007]步骤二：接着，基于公交企业现有的IC卡数据、GPS数据等基础数据，通过对这些多源数据进行融合和深度挖掘，结合大数据与AI技术，对客流进行分析与预测，目的是掌握各线路、各站点的客流预测信息，利用运量计算公式进行运量计算，对线路各时段客流与运力进行统计分析，目的是掌握线路的运力与客流是否匹配，筛选出需运营运力优化的问题线路；
[0008]步骤三：获取客流数据，利用断面客流计算公式，通过对基础数据计算获得公交断面客流，在单位时间内，通过公交线路各个断面的客流量一般是不相等的，在以小时为单位计算断面客流量的情况下，小时最大断面客流量是生成发车时刻表的一项基础数据；
[0009]步骤四：利用发车频率计算公式计算发车频率，结合站间耗时数据和高峰时间断面客流数据计算发车频率，基于发车频率数据生成基于各小时发车频率初始时刻表，在初始时刻表的前提下，依次计算高峰首站发车时间和容忍等待时间，再基于容忍等待时间筛
选需要插入的高峰发车时间，执行对初始时刻表插入高峰发车时间，然后平滑的处理高峰发车时间前后的发车时间形成最终的发车时刻表；
[0010]步骤五：基于逆差函数方法的配车策略，该函数在车次发车时加1，在车次到达时减1，考虑到尽可能最小配车数，策略允许加入空驶，发车场站里面，参与运营的车辆，当前行驶趟次数少的车辆先发车，结合上、下行的时刻表初始化时间，此时设置t＝运营开始时间，接着判断是否有车就进库，如果是，更新在库车辆，如果否，判断是否有车出库，如果有车出库，记录发车id，发车时间与到站时间，更新在线车辆，判断t是否大于运营时间，如果也没有车出库，也要判断t是否大于运营结束时间，如果否，让t自增，再回头接着判断是否有车进库，继续秩序后面的流程，如果t确定大于运营结束时间的话，汇总各种的发车时间、到站时间，判断是否存在插入空驶后衔接两个车次链的首末班次，如果是，回到最初的初始化时间，如果否，输出最终的行车计划表；
[0011]步骤六：从公交企业投入成本角度，对分时段发车、累计发车、运力投入、成本节约和乘客服务质量方面进行对比，进而可完成对公交运营优化的仿真。
[0012]本专利技术进一步设置为，所述运力计算公式为其中，TCts：表示t时间范围S站的的运力；Cts：表示t时间范围S站途径的车辆数；CLi：表示第i次车辆的额定荷载人数。
[0013]本专利技术进一步设置为，所述运量计算公式为其中，TVts：表示t时间范围S站的的运量；Cts：表示t时间范围S站途径的车辆数；PFi：表示第i次车辆经过时该站到下一站的断面客流。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述断面客流计算公式为P
i+1
＝P
i
‑
P
下
+P
上
，其中，pi+1：第i+1个断面的客流量(人)；pi：第i个断面的客流量(人)；p上：上车人数(人)；p下：下车人数(人)。
[0015]本专利技术进一步设置为，所述发车频率计算公式其中,F：表示小时所需车辆数；P：表示小时最大断面客流；g：表示车辆允许最大满载率；c：表示车辆允许载客容量。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述公交断面客流是指一定时期内某条公交线路的断面客运量或该断面在一定时期内的所有公交线路的断面客运量，断面客流可以分为上行断面客流量和下行断面客流量。公共交通的断面客流是优化公交线网必不可少的基础数据。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述客流数据获取的方式为通过运调数据和IC卡数据一起进行站点关联处理之后得到。对于公交断面客流的调查方式，摒弃了传统的人工调查法，提高了数据的获取效率。
[0018]本专利技术进一步设置为，在进行指标对比时方便得到以下目的：通过对比分时段发车情况，了解不同方案的发车频率，是否和客流更匹配，通过对比小时累计发车趟次，了解不同方案的运力投入，是否和客流更匹配，通过对比分析运力投入情况，分析各方案是否和选择参考客流运量相匹配，通过对比分析运力投入成本情况，分析各方案是否和选择参考实际成本更节省。
[0019]本专利技术的有益效果为：该基于大数据的公交运营优化仿真方法，基于公交现有的多源大数据进行客流分析和预测，使结果更加准确；采用算法自动生成发车时刻表和行车
计划表，减少人工成本；利用生成的发车时刻表和行车计划表开展相关工作，可以满足客流需求，提高运营效率；合理的运营配置，可以保证乘客服务质量同时，可以降低公交企业投入成本，减少公交资源的浪费和环境的污染。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提出的一种基于大数据的公交运营优化仿真方法的流程结构示意图；
[0021]图2为本专利技术提出的一种基于大数据的公交运营优化仿真方法的断面客流算法流程结构示意图；
[0022]图3为本专利技术提出的一种基于大数据的公交运营优化仿真方法的生成发车时刻表流程结构示意图；
[0023]图4为本专利技术提出的一种基于大数据的公交运营优化仿真方法的生产行车计划流程结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0025]下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的公交运营优化仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：首先，综合考虑城市的交通情况、线路长度等因素，通过对城市公交线路各站点在不同时段的发车数的统计，精准掌握各线路各站点的运力供给情况，利用运力计算公式进行运力计算；步骤二：接着，基于公交企业现有的IC卡数据、GPS数据等基础数据，通过对这些多源数据进行融合和深度挖掘，结合大数据与AI技术，对客流进行分析与预测，目的是掌握各线路、各站点的客流预测信息，利用运量计算公式进行运量计算，对线路各时段客流与运力进行统计分析，目的是掌握线路的运力与客流是否匹配，筛选出需运营运力优化的问题线路；步骤三：获取客流数据，利用断面客流计算公式，通过对基础数据计算获得公交断面客流，在单位时间内，通过公交线路各个断面的客流量一般是不相等的，在以小时为单位计算断面客流量的情况下，小时最大断面客流量是生成发车时刻表的一项基础数据；步骤四：利用发车频率计算公式计算发车频率，结合站间耗时数据和高峰时间断面客流数据计算发车频率，基于发车频率数据生成基于各小时发车频率初始时刻表，在初始时刻表的前提下，依次计算高峰首站发车时间和容忍等待时间，再基于容忍等待时间筛选需要插入的高峰发车时间，执行对初始时刻表插入高峰发车时间，然后平滑的处理高峰发车时间前后的发车时间形成最终的发车时刻表；步骤五：基于逆差函数方法的配车策略，该函数在车次发车时加1，在车次到达时减1，考虑到尽可能最小配车数，策略允许加入空驶，发车场站里面，参与运营的车辆，当前行驶趟次数少的车辆先发车，结合上、下行的时刻表初始化时间，此时设置t＝运营开始时间，接着判断是否有车就进库，如果是，更新在库车辆，如果否，判断是否有车出库，如果有车出库，记录发车id，发车时间与到站时间，更新在线车辆，判断t是否大于运营时间，如果也没有车出库，也要判断t是否大于运营结束时间，如果否，让t自增，再回头接着判断是否有车进库，继续秩序后面的流程，如果t确定大于运营结束时间的话，汇总各种的发车时间、到站时间，判断是否存在插入空驶后衔接两个车次链的首末班次，如果是，回到最初的初始化时间，如果否，输出最终的行车计划表；步骤六：从公交企业投入成本角度，对分时段发车、累计发车、运力投入、成本节约和乘客服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光春，王鑫，杨德利，
申请(专利权)人：北京中航讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：