[发明专利]一种基于车载GPS数据的公交路线运营时段划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公交路线运营时段划分方法，具体涉及一种基于车载GPS数据的公交路线运营时段划分方法，属于交通运输领域。

背景技术

优先发展公共交通是缓解交通拥堵、减少交通污染的有效途径。科学的公交调度有助于提高公交车在站点的准点率，减少乘客等待时间以及公交企业的运营成本，是提高公交出行方式吸引力的重要手段。在每天的运营时间内(比如从6:00到22:00)，公交线路的客流量随时间变化而变化，不同时段之间客流量存在很大差异。为了提高公交系统运行效率，在不同的时段应该设置不同的调度方案(包括发车频率、时间控制点、运行时刻表)，只有这样才能使公交线路通行能力与乘客需求相匹配，避免出现公交车厢内过度拥挤或者空载率过高等不合理现象的发生。因此，在设计公交调度方案之前，将一条公交线路运营时间划分为多个时段，对于制定科学的公交调度方案、节约公交企业运营成本具有重要意义。

现有的公交运营时段划分技术存在两方面的问题：(1)依靠人工采集公交客流量数据，需要大量的人力物力，而且持续时间较长；尤其在当前城市面积、人口、机动车保有量迅速增加的情况下，公交管理部门应该及时地对运营时段划分方案进行更新，这种数据调查方法将极大地影响公交运行效益。(2)在划分的过程中仅考虑公交车客流量指标，未考虑公交线路所经过路网的交通状态，而路网交通状态影响公交车的行程时间，现有的划分技术将使同一个时段内的各辆公交车行程时间存在较大差异，导致公交运行可靠性下降。

发明内容

本发明为解决现有公交运营时段划分技术数据获取困难、划分指标不合理的问题，进而提出一种基于车载GPS数据的公交路线运营时段划分方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、提取公交线路运营时段划分指标：设一条公交线路每天从始发站发出M趟公交车，第1趟编号为1，以此类推最后一趟编号为M，该线路有N个运营时段，第n个运营时段的车头时距是H_n，1≤n≤N，设属于第n个运营时段、编号为m_n的公交车连续J天的平均线路停靠时间为D(m_n)，1≤m_n≤M，它的计算方法如公式(1)所示。

公式(1)中I表示公交线路的停靠站点数量，J表示天数，d_ij(m_n)表示第m_n趟公交车第j天在第i个站点的停靠时间，H_min表示N个运营时段的发车间隔最小值，等于min(H₁,H₂,…H_N)；

d_ij(m_n)的计算方法如公式(2)所示，

公式(2)中表示第j天第m_n趟公交车到达第i个站点的时刻，表示第j天第m_n趟公交车驶离第i个站点的时刻；

的获取方式为：公交车载GPS可以记录公交车在每个位置的时刻、速度以及该位置的经纬度，将GPS数据中的经纬度信息与站点i的经纬度信息进行匹配，可以获得第j天第m_n趟公交车到达站点i、驶离站点i的时刻

设属于第n个运营时段、编号为m_n的公交车连续J天的平均线路站间行程时间为E(m_n)，1≤m_n≤M，它的计算方法如公式(3)所示。

公式(3)中e_ij(m_n)表示第m_n趟公交车第j天在第i、i+1个站点之间的行程时间；

步骤二、初始划分公交线路运营时段：

步骤二(一)、给矩阵赋初始值：定义矩阵Φ存放公交车编号，即Φ＝[1,2,…,m,…,M]；定义矩阵D、E分别存放每趟公交车的平均线路停靠时间、平均线路站间行程时间，即D＝[D(1),D(2),…D(m),…D(M)]，E＝[E(1),E(2),…E(m),…E(M)]，矩阵C存放初始划分结果，C(1,1)＝Φ(1)。矩阵C每行代表一类，每行的元素代表划入这一类的各趟公交车编号；

步骤二(二)、给变量k、j、m均赋予初始值1；