【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于公共交通运行，专用于城市公共交通乘客换乘站点识别及出行链重构。
技术介绍
1、居民日益增长的出行需求给城市的交通系统带来了巨大的压力，公共交通以其运量大、能耗低的特点目前已成为各大城市优先发展的居民出行方式，各个城市中的公交网络日趋完善。准确掌握居民公共交通出行特征，可以为公交运营者、公交监管部门、政府主管部门等进行城市公交线网优化、轨道系统建设、公交设施管理完善、开展定制服务提供决策支持和导向，从而提升公共交通系统的服务能力，并进一步提升公共交通系统的吸引力。当前公共交通系统数据采集系统(公交ic卡系统和地铁afc系统)为获取全体公交乘客出行特征提供了海量的数据支撑，以北京市公共交通系统为例，目前这两类数据主要包含乘客乘车刷卡信息，包括卡类型和上下车线路、站点、时间，但不包含地铁系统内的线路换乘信息，以及地面公交与地铁换乘的信息，这对于准确掌握公交乘客出行全过程提出了挑战。目前关于公共交通乘客换乘站点识别和出行链重构的方法仍存在以下问题：
2、(1)对于地铁系统中换乘站点的识别，目前常用的方法是基于图论中的k短路算法获取乘客起讫点间的k条有效路径，针对各有效路径的出行时间和乘客实际出行时间，通过聚类或概率统计等方法获取乘客的出行路径，从而得到乘客的换乘站点。但是当前方法中的有效路径数k大多是通过设定一个固定的阈值来得到，并且针对所有的od对采取相同的值，这样获取的有效路径数与乘客真实采用的有效路径存在一定的偏差。
3、(2)对于乘客完整的出行链重构，缺失的信息主要是地面公交与地铁的换乘信息
技术实现思路
1、本专利技术利用多模式公共交通线路与站点数据提取多模式公共交通网络拓扑图；利用乘客ic数据获取乘客每次出行的起终点，并结合公交网络拓扑获取乘客在地铁系统内部的换乘站点，以及地面公交与地面公交、地面公交与地铁的换乘信息；在此基础上获取乘客公交出行全过程并重构乘客公交出行链。
2、针对在地铁系统内部换乘的情况，本专利技术的设计原理是根据乘客ic卡数据中出行起终点信息，通过获取多模式公共交通网络中站点间的有效路径，对于有效路径的数量，根据历史乘客的出行特征来推断，得到的待选有效路径更加科学可靠，通过匹配各待选有效路径的出行时间和ic卡记录的实际乘客出行时间推断乘客选择的出行路径，从而获取乘客的换乘站点。针对地面公交与地面公交、地面公交与地铁换乘的情况，本专利技术的设计原理是通过计算乘客下车站点和下一次上车站点两次连续刷卡的时间间隔和站点距离间隔，通过设定时空阈值判断两次刷卡是否是换乘出行，最终得到乘客的出行全过程。本专利技术具体的识别方法如下：
3、步骤1：数据预处理；
4、本专利中涉及到的数据主要包括公共交通系统的地理信息数据、公交ic卡数据和地铁afc数据。
5、首先利用公共交通系统地理信息数据构建多模式公共交通网络，包括各站点和线路的地理位置以及它们之间的网络拓扑关系信息，其中主要包括地面公交网络和地铁网络，网络中的节点代表公交站点或地铁站点；网络中的边代表公交线路和地铁线路；边的权重代表乘客通过该路径的时间。
6、公交ic卡/afc数据字段包括：卡号，上车线路名称、上车线路编号、上车站点编号、上车时间，上车站点经纬度、下车线路名称、下车线路编号、下车站点编号、下车时间，下车站点经纬度等。为了去除原始数据中的一些噪声、无效数据以及获取公交刷卡乘客的出行构成，首先需要对刷卡数据进行预处理。
7、步骤2：有效路径获取；
8、从原始的数据记录中筛选出乘坐地铁的出行过程，该类乘客的出行od站点不在同一条线路上，即乘客出行必须经过换乘时，在考虑路径权重的情况下利用yen's k短路算法获取站点间的按时间顺序排列的多条出行路径。
9、在实际出行过程中并不是站点间的所有可行路径都会被乘客选择，通常只有少数的路径能满足乘客出行需求，其他的多数路径时间或金钱花费较大。所以针对k条有效路径的选择，为了保证备选路径能够满足乘客出行时间和成本的需求，本专利提出路径约束参数λ来对备选路径的出行时间进行限制，即有效路径必须小于最短路径出行花费的λ倍。路径约束参数由历史乘客实际出行特征来标定，即不同od对之间的历史乘客平均出行时间与最短出行时间的比值；考虑到乘客通常不会选择换乘次数过多的线路，同时设置有效路径的最大换乘次数为3次。
10、步骤3：换乘过程识别；
11、对于乘地铁并且存在换乘的出行过程，通过步骤2得到乘客出行od间的有效路径，将各有效路径上的出行时间与乘客的实际出行时间进行匹配，差值最小的有效路径即被视为乘客选择的出行路径，由此可得乘客出行过程中的换乘站点。
12、对于地面公交与地面公交、地面公交与地铁的换乘过程，通过筛选乘客的连续出行刷卡数据，根据乘客的日常出行经验，设置乘客可接受的换乘距离阈值和换乘时间阈值。如果乘客出行的两次刷卡时间差和刷卡站点间的距离小于上述设定的阈值，则可认为这两次刷卡记录为换乘出行，同属于乘客一次出行链，否则这两次出行视为非换乘出行。
13、步骤4：出行链重构。
14、通过步骤4识别乘客的换乘过程后，按照时间顺序对乘客的出行过程进行排序，得到乘客每次出行的完整出行链，包括出行起终点和中间的换乘点。
15、通过重构乘客公共交通出行链信息，可以提取乘客出行过程中全部站点，包括地铁内部换乘站点识别，进而掌握获取乘客出行特征，为公交运营者、监管等部门进行城市公交线网优化、轨道系统建设、公交设施管理完善等提供决策支持和导向，提升公共交通系统的服务能力。
16、附图表说明
17、图1系统总框架图。
18、图2乘客换乘过程示意图。
19、图3地铁系统内换乘过程示意图。
20、图4本专利技术实施的总流程图。
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1.一种基于IC卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，具体方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于IC卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体方法如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于IC卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体方法如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于IC卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体方法如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于IC卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体方法如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于ic卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，具体方法如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于ic卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体方法如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于ic卡数据的乘客换乘站点识别及出行链重构方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾建林，张婉婷，黄誉雯，王子帆，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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