專利名稱：一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點od獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市公共交通領(lǐng)域，尤其涉及一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法。
背景技術(shù)：
隨著城市的發(fā)展，城市的人口、用地規(guī)模也不斷擴(kuò)大，同時也給城市的交通系統(tǒng)帶來了包括交通擁堵、交通污染、交通噪聲等交通問題。此時，作為緩解上述問題的重要途經(jīng)，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通系統(tǒng)已越來越受到人們的重視。公共交通具有道路占用低、運力大、污染小、平均乘客運輸效率高等的優(yōu)點，各個城市都在為提升公交服務(wù)與公交的出行分擔(dān)率方面做出了很多的有益嘗試與努力，包括公交場站等基礎(chǔ)設(shè)施的新建與完善、公交線網(wǎng)與線路走向的優(yōu)化、以及包含全球定位技術(shù)(車載GPS)、無線通信技術(shù)(W1-F1、3G)、地理信息技術(shù)(GIS系統(tǒng))在內(nèi)的智能公交系統(tǒng)的建立。公交站點OD的全稱為“公交站點的OD矩陣”，該矩陣中的元素在矩陣的位置表示的是城市中的居民乘坐公交時，由某一站點上車(O)至某一站點下車(D)的乘客流向，而其元素的數(shù)值大小則是表示該流向的乘客總數(shù)量。目前，常規(guī)的公交站點OD獲取方法采用的是公交隨車小票法調(diào)查，即通過對某一時段內(nèi)的城市公交進(jìn)行人工跟車，并對上車乘客發(fā)放小票、對下車乘客回收小票，從而獲得該線路該跟車班次的站點OD矩陣。該方法需要在調(diào)查的進(jìn)行和后期的數(shù)據(jù)處理上耗費大量的人力和物力，并且調(diào)查的時間和空間覆蓋面上都不可能做到很大的范圍。另外由于從調(diào)查到得到OD矩陣之間需要一段較長的時間，導(dǎo)致獲取的OD數(shù)據(jù)的時效性較差、生命周期短。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有城市公交站點OD矩陣獲取技術(shù)中存在的包括耗時耗錢、調(diào)查覆蓋面窄、時效短在內(nèi)的不足，本發(fā)明提供了一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD推導(dǎo)方法，通過對城市智能公交系統(tǒng)所提供的公交運行與乘客IC卡刷卡數(shù)據(jù)的合理處理與正確匹配，獲得乘客乘坐公交線路的站點刷卡OD矩陣。之后以城市的IC卡刷卡數(shù)及公交系統(tǒng)運營收入為依據(jù)，按兩者的比例擴(kuò)樣，獲得站點OD矩陣。本發(fā)明方法充分考慮了乘客多次刷卡及線路間換乘等情況對站點OD的影響，并能很好的處理一次IC卡刷卡出行的數(shù)據(jù)，可以快速便捷的獲取城市的公交站點OD矩陣。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，包括如下步驟:(A)采集城市公交系統(tǒng)運行與運營的數(shù)據(jù)，包括:某日全天的公交車輛運行GPS數(shù)據(jù)、公交IC卡的刷卡數(shù)據(jù)、帶有公交線路及站點信息的GIS數(shù)據(jù)、當(dāng)日的公交公司總客運量R以及該城市公交乘客的平均最大可接受換乘距離R。；(B)根據(jù)步驟(A)采集得到的公交系統(tǒng)運行與運營的數(shù)據(jù)，合并同一路段相鄰或交叉口附近同站不同名的公交站點以建立公交站點數(shù)據(jù)庫，并以所述公交站點數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)建立公交運行GPS數(shù)據(jù)庫；(C)根據(jù)步驟(A)中獲取的該城市公交乘客的平均最大可接受換乘距離R。，生成不同公交線路間的乘客換乘矩陣Cnxn，其中，下標(biāo)η為所述公交站點數(shù)據(jù)庫中公交站點的數(shù)量;(D)根據(jù)步驟(A)采集得到的公交系統(tǒng)運行與運營的數(shù)據(jù)，建立IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫，并將所述IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照每張IC卡的刷卡線路是否為單一線路細(xì)分為單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫、換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫:當(dāng)該張IC卡的刷卡線路是單一線路時，則該張IC卡的所有刷卡數(shù)據(jù)屬于單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫，否則該張IC卡的所有刷卡數(shù)據(jù)屬于換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫；(E)將步驟(D)中得到的細(xì)分后的IC卡刷卡數(shù)據(jù)分別進(jìn)行對比匹配，單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)直接在線路內(nèi)匹配生成出行鏈，換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)則結(jié)合步驟(C)獲得的乘客換乘矩陣匹配生成出行鏈；(F)結(jié)合所述公交站點數(shù)據(jù)庫，利用步驟(E)得到的出行鏈生成公交系統(tǒng)的站點OD矩陣P:
權(quán)利要求
1.一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，該方法包括如下步驟: (A)采集城市公交系統(tǒng)運行與運營的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括:某日全天的公交車輛運行GPS數(shù)據(jù)、公交IC卡的刷卡數(shù)據(jù)、帶有公交線路及站點信息的GIS數(shù)據(jù)、當(dāng)日的公交公司總客運量R以及該城市公交乘客的平均最大可接受換乘距離R。； (B)根據(jù)步驟(A)采集得到的公交系統(tǒng)運行與運營的數(shù)據(jù)，合并同一路段相鄰或交叉口附近同站不同名的公交站點以建立公交站點數(shù)據(jù)庫，并以所述公交站點數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)建立公交運行GPS數(shù)據(jù)庫； (C)根據(jù)步驟(A)中獲取的該城市公交乘客的平均最大可接受換乘距離R。，生成不同公交線路間的乘客換乘矩陣Cnxn，其中，下標(biāo)η為所述公交站點數(shù)據(jù)庫中公交站點的數(shù)量； (D)根據(jù)步驟(A)采集得到的公交系統(tǒng)運行與運營的數(shù)據(jù)，建立IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫，并將所述IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照每張IC卡的刷卡線路是否為單一線路細(xì)分為單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫和換 乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫:當(dāng)該張IC卡的刷卡線路是單一線路時，則該張IC卡的所有刷卡數(shù)據(jù)屬于單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫，否則該張IC卡的所有刷卡數(shù)據(jù)屬于換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫； (E)將步驟(D)中得到的細(xì)分后的IC卡刷卡數(shù)據(jù)分別進(jìn)行對比匹配，單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)直接在線路內(nèi)匹配生成出行鏈，換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)則結(jié)合步驟(C)獲得的乘客換乘矩陣匹配生成出行鏈； (F)結(jié)合所述公交站點數(shù)據(jù)庫，利用步驟(E)得到的出行鏈生成公交系統(tǒng)的站點OD矩陣P:
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:所述步驟(B)中合并同一路段相鄰或交叉口附近的同站不同名的公交站點以建立公交站點數(shù)據(jù)庫，包括以下步驟: (21)初始化所述公交站點數(shù)據(jù)庫，采用數(shù)組加鏈表的方式存儲站點數(shù)據(jù)庫，初始化時，其值為空，所述公交站點數(shù)據(jù)庫的格式可表示為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:所述步驟(B)中以站點數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)建立公交運行GPS數(shù)據(jù)庫，包括以下步驟: (31)選取每條GPS數(shù)據(jù)中的線路GPSLine、車號GPSCar、站點GPSStop、和進(jìn)出站時間Timein/Timeout信息作為所述公交運行GPS數(shù)據(jù)庫中的一條基本信息，所述公交運行數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)采用數(shù)組的方式存儲； (32)修正公交站點數(shù)據(jù)，其根據(jù)步驟(B)建立的公交站點數(shù)據(jù)庫，修正所述公交運行GPS數(shù)據(jù)庫中的站點GPSStop，將站點GPSStop的名稱修改為與所述公交站點數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的公交站點的名稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:所述步驟(C)生成不同公交線路間的乘客換乘矩陣Cnxn，包括以下步驟: (41)換乘矩陣初始化， 初始化一個大小為nXn的0-1矩陣Cnxn:
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:所述步驟(D)中建立IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫，并將所述IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照每張IC卡的刷卡線路是否為單一線路細(xì)分為單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫和換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫，包括以下步驟: (51)選取IC卡刷卡數(shù)據(jù)，具體為:選取每條IC卡刷卡數(shù)據(jù)中的IC卡號NO、刷卡時間ICTime、車號ICCar及線路ICLine信息作為IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫中的一條基本信息，并補(bǔ)充公交站點ICStop信息，所述IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)采用數(shù)組的方式存儲； (52)匹配刷卡時間與站點，具體為:將每條IC卡刷卡數(shù)據(jù)以車號ICCar、線路ICLine及刷卡時間ICTime與GPS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，當(dāng)車號ICCar與線路ICLine數(shù)據(jù)滿足
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:所述步驟(E)中對單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)直接在線路內(nèi)匹配生成出行鏈，包括以下步驟: (61)將單線IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)按日刷卡次數(shù)是否大于I次進(jìn)行分類，分為刷卡次數(shù)等于I次的IC卡和刷卡次數(shù)大于I次的IC卡； (62)處理刷卡次數(shù)大于I次的IC卡數(shù)據(jù)，具體為:將每張IC卡的每條刷卡數(shù)據(jù)按刷卡時間ICTime從早到晚排列，之后，將該張IC卡的每條刷卡數(shù)據(jù)中ICStop作為出行的起點，將后一條刷卡數(shù)據(jù)中的ICStop作為該條刷卡數(shù)據(jù)對應(yīng)的出行的終點，最后一條刷卡數(shù)據(jù)的出行終點則為第一條刷卡數(shù)據(jù)的ICStop，處理完一張IC卡的最后一條刷卡數(shù)據(jù)后，構(gòu)成一條出行鏈； (63)處理刷卡次數(shù)等于I次的IC卡數(shù)據(jù)，具體為:將每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)的ICStop作為出行的起點，其出行的終點按該出行的起點至其他公交站點的可能概率均衡分配確定，由此構(gòu)成一條出行鏈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:所述步驟(E)中換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張IC卡的刷卡數(shù)據(jù)則結(jié)合步驟(C)獲得的乘客換乘矩陣匹配生成出行鏈，包括以下步驟:(71)將換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中每張卡的刷卡數(shù)據(jù)按刷卡時間ICTime從早到晚排列，并將每張卡的相鄰兩次刷卡數(shù)據(jù)按后一條刷卡數(shù)據(jù)和前一條刷卡數(shù)據(jù)是否為同一線路分為同一線路的情況和不同線路的情況； (72)處理后一條刷卡數(shù)據(jù)與前一條刷卡數(shù)據(jù)為同一線路的情況，將前一條刷卡數(shù)據(jù)中ICStop作為出行的起點，將后一條刷卡數(shù)據(jù)中的ICStop作為前一條刷卡數(shù)據(jù)對應(yīng)的出行H占.廣、>、、、 (73)處理后一條刷卡數(shù)據(jù)與前一條刷卡數(shù)據(jù)不是同一線路的情況，在乘客換乘矩陣Cnxn中搜索后一條線路的ICStop所在列，若存在換乘路徑，其在換乘矩陣元素值表示為1，且其所在行對應(yīng)的站點為前一條刷卡數(shù)據(jù)的ICLine上的站點，則選取這些換乘路徑中距離后一條線路的ICStop最近的站點作為前一條刷卡數(shù)據(jù)的出行終點；若不存在換乘路徑，其換乘矩陣元素值表示為0，則由步驟(74)處理； (74)處理步驟(73)中不存在換乘路徑的情況，刪除該不存在換乘路徑的IC卡刷卡數(shù)據(jù)處理后所產(chǎn)生的所有出行鏈，將該不存在換乘路徑的IC卡的所有刷卡數(shù)據(jù)從所述IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫及所述換乘IC卡刷卡子數(shù)據(jù)庫中取出，在不存在換乘路徑處斷開成兩段，并將兩段分別作為兩張新的IC卡加入IC卡刷卡數(shù)據(jù)庫，從步驟(D)開始重新單獨處理所述兩張新的IC卡的刷卡數(shù)據(jù)； (75)處理最后一條刷卡數(shù)據(jù)，具體為:若其與第一條刷卡數(shù)據(jù)的ICLine相同，則其出行起點為該條刷卡數(shù)據(jù)中的ICStop，出行終點為第一條刷卡數(shù)據(jù)的ICStop值，否則其出行起點為該條刷卡數(shù)據(jù)中的ICStop，其出行終點按該出行起點至該公交線路其他公交站點的可能概率均衡分配確定，當(dāng)最后一條刷卡數(shù)據(jù)處理完成后，構(gòu)成了一條出行鏈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:步驟(F)結(jié)合所述公交站點數(shù)據(jù)庫，利用步驟(E)得到的出行鏈生成公交系統(tǒng)的站點OD矩陣P，具體為:在所述公交站點數(shù)據(jù)庫中找到每條出行鏈中每次出行的出行起點與出行終點的公交站點序號，并將OD矩陣P中對應(yīng)每條出行鏈中每次出行的元素值增加1，其中，OD矩陣P中對應(yīng)每條出行鏈中每次出行的元素的行號等于該次出行起點的公交站點序號，列號等于該次出行終點的公交站點序號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，其特征在于:步驟(G)中所述擴(kuò)樣步驟(F)獲得的站點OD矩陣P，包括以下步驟: (91)統(tǒng)計OD矩陣中總共含有的有效IC卡刷卡條數(shù)Rrc； (92)以倍數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，通過對城市智能公交系統(tǒng)所提供的公交運行與乘客IC卡刷卡數(shù)據(jù)的合理處理與正確匹配，獲得乘客乘坐公交線路的站點刷卡OD矩陣。并以城市的IC卡刷卡數(shù)及公交系統(tǒng)運營收入為依據(jù)，按兩者的比例擴(kuò)樣，最終獲得站點OD矩陣。本發(fā)明方法充分考慮了乘客多次刷卡及線路間換乘等情況對站點OD的影響，并能很好的處理一次IC卡刷卡出行的數(shù)據(jù)。該發(fā)明方法便于計算、實用性強(qiáng)，可采用計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)站點OD獲取的實時化、自動化與快速化，可為城市公交線網(wǎng)優(yōu)化和規(guī)劃、公交車輛調(diào)度方案的制定提供數(shù)據(jù)支撐，對改善城市公交現(xiàn)狀具有重要意義。
文檔編號G08G1/00GK103198104SQ201310096380
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者王煒, 華雪東, 王寶杰, 楊敏, 趙德 申請人:東南大學(xué)