一種基于多公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)融合的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)融合的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，包含步驟10）采集待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的公交運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)、步驟20）建立公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫、步驟30）建立公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫、步驟40）確定公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)函數(shù)、步驟50）檢測(cè)公交到達(dá)并更新數(shù)據(jù)庫、步驟60）預(yù)測(cè)公交到站時(shí)間及步驟70）記錄公交實(shí)際到站時(shí)間并更新數(shù)據(jù)庫。該發(fā)明方法結(jié)合現(xiàn)有公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，通過適合我國城市內(nèi)部交通環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)置，采用多線路公交運(yùn)行數(shù)據(jù)的融合，為公交乘客提供各個(gè)站點(diǎn)的公交到站預(yù)測(cè)時(shí)間，降低乘客在公交站點(diǎn)的等候時(shí)間，提高城市居民時(shí)間的利用效率，進(jìn)而提升城市公交系統(tǒng)的吸引力。
【專利說明】一種基于多公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)融合的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市公交的運(yùn)營、服務(wù)、公交運(yùn)行檢測(cè)、監(jiān)控及到站時(shí)間預(yù)測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種基于多公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)融合的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了城市的規(guī)模越來越大，城市居民的出行需求越來越大。但是居民的出行需求與城市的交通供給間存在一定的差距，由此引發(fā)了諸多的交通問題。為了應(yīng)對(duì)城市中出現(xiàn)的以交通擁堵為代表的各種問題，我國的城市管理者很早就提出了要大力發(fā)展、優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的思路，并著力從政策保障、經(jīng)濟(jì)投入與技術(shù)支撐等方面支持城市公交的發(fā)展。
[0003]對(duì)于公交的運(yùn)營公司來說，在保障城市居民基本的公交出行需求的同時(shí)，如何盡可能的提升公交服務(wù)水平、提供便捷的公交出行服務(wù)也是其非常關(guān)心的因素。而對(duì)于乘客來說，能按時(shí)按點(diǎn)的乘坐公交車輛，是其非常關(guān)注的點(diǎn)。然而在實(shí)際的公交運(yùn)營過程中，由于交通流量較大、站點(diǎn)?？繒r(shí)間的變化等因素的影響，往往而言公交車輛的到站并不規(guī)律。在某些交通特別擁堵的時(shí)段，常會(huì)出現(xiàn)長時(shí)間美歐公交到站的情況，使公交乘客等候過多時(shí)間，降低了公交的服務(wù)水平，也影響了公交分擔(dān)率的提升。
[0004]近年來，在一些大城市(如江蘇南京、浙江杭州等)的公交站點(diǎn)，已經(jīng)出現(xiàn)對(duì)公交車輛到站的預(yù)測(cè)。但是目前的公交車輛到站預(yù)測(cè)均是結(jié)合公交車輛的車載GPS系統(tǒng)，給出公交車輛距離站點(diǎn)的距離。這雖然能給予公交乘客一定的參考，但是實(shí)際上，相同的行駛距離可能對(duì)應(yīng)著完全不同的行駛時(shí)間，其實(shí)際實(shí)用意義不大。在美國的一些城市(如洛杉磯、舊金山、西雅圖)，公交乘客均可通過公交運(yùn)營公司的網(wǎng)站或者相關(guān)的軟件查詢公交到站的時(shí)間，方便乘客安排時(shí)間，降低等候時(shí)間?？紤]到美國城市道路的干擾較少，交通流構(gòu)成簡單，對(duì)于公交到站時(shí)間與其時(shí)刻表的預(yù)定值偏差不大，到站時(shí)間的預(yù)測(cè)難度較小。而我國城市交通環(huán)境復(fù)雜，目前已有的成熟預(yù)測(cè)方法并不能很好的預(yù)測(cè)公交到站的時(shí)間，其精度往往較低，亟待開發(fā)一種新型的公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明便是在這樣的背景下而產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了提高我國城市公交系統(tǒng)的服務(wù)水平，充分利用我國城市公交運(yùn)行GPS數(shù)據(jù)、公交停靠起步數(shù)據(jù)，通過適合我國城市內(nèi)部交通環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)置，采用多線路公交運(yùn)行數(shù)據(jù)的融合，為公交乘客提供各個(gè)站點(diǎn)的公交到站預(yù)測(cè)時(shí)間，降低其在公交站點(diǎn)的等候時(shí)間，提高城市居民時(shí)間的利用效率，進(jìn)而提升城市公交系統(tǒng)的吸引力。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種基于多公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)融合的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于該方法充分利用待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的所有公交線路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過不同公交線路間的運(yùn)行數(shù)據(jù)融合，獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)并得到公交的到站預(yù)測(cè)時(shí)間。包含以下步驟:[0008]步驟10)采集待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的公交運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0009]待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的公交運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)包含:該公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)至該公交站點(diǎn)間的所有公交線路數(shù)N、各條公交線路的名稱集合M，M = ImiIN≥i > 0}，公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)。
[0010]其中，各條公交線路的名稱集合M中，HIi為第i條公交線路的名稱，其中，i為公交線路的序號(hào)，i為整數(shù)。
[0011]公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)包含:第i條公交線路的第j班次的公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)的時(shí)刻TT'，第i條公交線路的第j班次公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)的時(shí)刻:C，i為公交班次的序號(hào)，j為整數(shù)。
[0012]步驟20)建立公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫。
[0013]將所述步驟10沖采集得到的公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)按照[7的大小由小到大排序，并依次存儲(chǔ)公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)及線路數(shù)據(jù)，建立公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫。
[0014]公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫采用數(shù)組方式存儲(chǔ)，其結(jié)構(gòu)如下:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種基于多公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)融合的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法充分利用待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的所有公交線路的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過不同公交線路間的運(yùn)行數(shù)據(jù)融合，獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)并得到公交的到站預(yù)測(cè)時(shí)間，具體包含以下步驟: 步驟10)采集待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的公交運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)； 待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)沿線的公交運(yùn)行相關(guān)數(shù)據(jù)包含:該公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)至該公交站點(diǎn)間的所有公交線路數(shù)N、各條公交線路的名稱集合M = K IN≥i > 0}和公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)，其中，所述各條公交線路的名稱集合M中，Hli為第i條公交線路的名稱，其中，i為公交線路的序號(hào)，i為整數(shù)，公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)包含:第i條公交線路的第j班次的公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)的時(shí)刻，第i條公交線路的第j班次公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)的時(shí)刻J為公交班次的序號(hào)，j為整數(shù)； 步驟20)建立公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫； 將所述步驟10)中采集得到的公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)按照的大小由小到大排序，并依次存儲(chǔ)公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)及線路數(shù)據(jù)，建立公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫，所述公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫采用數(shù)組方式存儲(chǔ)； 步驟30)建立公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫； 將所述步驟10沖采集得到的公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)按照C的大小由小到大排序，針對(duì)序號(hào)為k的數(shù)據(jù)，按照從k-Ι到I的倒序搜索所述步驟20)公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中，第一個(gè)與序號(hào)為k的公交線路的名稱相同的數(shù)據(jù)的序號(hào)值Sk，計(jì)算最近的相同線路的公交運(yùn)行時(shí)間、最近的不同線路的公交運(yùn)行時(shí)間，依次融合不同線路的公交運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算公交運(yùn)行融合時(shí)間，建立公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫；所述公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫采用數(shù)組方式存儲(chǔ)； 步驟40)確定公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)函數(shù)； 公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)函數(shù)為Ttm = IvHb1Ub2Tdiff+b3Tmix+TPre,采用matlab軟件,將所述步驟20)中公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中的Ttar，k帶入步驟40)中預(yù)測(cè)函數(shù)的Ttm、將所述步驟20)中公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中的帶入步驟40)中預(yù)測(cè)函數(shù)的Tpre，將所述步驟30)中公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫的Tsanre，k、Tdiff，k、Tmix，k分別帶入步驟40)中預(yù)測(cè)函數(shù)的Τ_、Tdiff、Tmix，得到公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)函數(shù)中的Iv bp b2、b3值，確定公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)函數(shù)； 步驟50)檢測(cè)公交到達(dá)并更新數(shù)據(jù)庫； 當(dāng)檢測(cè)到有新的公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)時(shí)，在所述步驟20)公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中新增一個(gè)數(shù)據(jù)記錄H+1，記錄該新的公交的線路名稱Rh+1，記錄該公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)的時(shí)刻Tpm，h+1，在所述步驟30)公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫中新增一個(gè)數(shù)據(jù)記錄H+1，計(jì)算并記錄最近的相同線路的公交運(yùn)行時(shí)間Tsame，H+1、最近的不同線路的公交運(yùn)行時(shí)間Tdiff，H+1、公交運(yùn)行融合時(shí)間Tmix，H+1，其中，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟20)中公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)組共有H行，其中第k行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含:公交線路Rk、公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)的時(shí)公交到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)的時(shí)刻Tta,，k，其中，所述H為所述公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)總數(shù)，所述k為步驟10)中采集得到的公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)按照TT'的大小由小到大排序后的第k個(gè)公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)，k為整數(shù)且O < k < H，所述公交線路Rk為所述公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中第k個(gè)公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的公交車輛所屬的線路名稱，Rk e M，所述TpM，k為所述公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中第k個(gè)公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的公交車輛到達(dá)所述待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)上游最近的公交站點(diǎn)的時(shí)刻，所述Ttm，k為所述公交到站時(shí)刻歷史數(shù)據(jù)庫中第k個(gè)公交到站時(shí)刻數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的公交車輛到達(dá)待預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)的時(shí)刻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟30)中公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)組共有H行，其中第k行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含:最近的相同線路的公交運(yùn)行時(shí)間Tsame，k、最近的不同線路的公交運(yùn)行時(shí)間Tdiftk、公交運(yùn)行融合時(shí)間Tmix，k，其中，該步驟中所述k、H的定義與步驟20)中所述的k、H定義相同，所述Tsai^k為所述公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫中第k個(gè)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的最近的相同線路的公交運(yùn)行時(shí)間，如果存在Sk，則^ = T-Si — Tpxsi，否則Ts.，k = O，所述Tdiftk為所述公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫中第k個(gè)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的最近的不同線路的公交運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)k=l時(shí)Tdiftk = O,否則Tdiftk = TtoH-Tp^H，所述Tmix，k為所述公交運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫中第k個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)公交車輛的公交運(yùn)行融合時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟30)依次融合不同線路的公交運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算公交運(yùn)行融合時(shí)間，以及所述步驟50)計(jì)算并記錄公交運(yùn)行融合時(shí)間，第k個(gè)數(shù)據(jù)記錄的公交運(yùn)行融合時(shí)間的計(jì)算按照下式:

【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103838868SQ201410107002
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】華雪東, 王煒, 張方偉 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 南京全司達(dá)交通科技有限公司