[发明专利]一种利用公交IC卡预测公交到站时间的方法

权利要求书

1.一种利用公交IC卡预测公交到站时间的方法，其特征在于：

通过人工调查记录车辆准确的到站时间，与公交IC卡记录的数据进行配对，配对后的数据包含公交线路编号、车辆编号、车辆到站时间、公交IC卡刷卡时间和站点上下车人数；根据对相邻刷卡时间间隔分布规律的分析，确定判定有效刷卡时间的阈值，针对不同站点的刷卡数据准确预测公交到站时间；具体方法和步骤如下：

步骤1：通过对公交车辆在高峰、平峰和节假日时段的车辆到站时间进行调查，构建不同运行时段车辆到站时间序列其中m为公交线路编号，n为车辆编号，k为车辆运营班次，分别表示第一个站点、第二个站点...第i₁个站点的到站时间子序列；

步骤2：提取覆盖目标线路运行时间的所有公交IC卡刷卡时间构成序列分别表示第一个站点、第二个站点...第i₂个站点的刷卡时间子序列；站点上车人数序列和站点下车人数序列设t为公交车站点编号，分别表示第一个站点、第二个站点...第i₃个站点的上车人数子序列；分别表示第一个站点、第二个站点...第i₄个站点的下车人数子序列；

步骤3：在提取的所有序列中，利用公交线路编号、车辆编号和车辆运营班次，将车辆到站时间序列和公交IC卡刷卡时间序列站点上车人数序列站点下车人数序列进行配对，得到配对后的序列该配对后的序列包括车辆到站时间、公交IC卡刷卡时间和站点上下车人数，分别表示配对后的子序列；

步骤4：将序列按时间先后顺序排序，并计算相同车辆在同一站点相邻两个刷卡时间的时间间隔s_l；设Δt₁是判断是否为剔除异常值后的有效刷卡时间的阈值，通过分析相邻有效刷卡时间差的分布规律，确定判断有效刷卡时间差的阈值Δt₂；j为满足条件s_l≤Δt₂的刷卡记录个数；公交IC卡刷卡时间与车辆到站时间之间的差值为T，最大差值为T_max；

d为刷卡日期，其中d＝1,2,3……，p为运行时间段，其中，p＝1,2,3……；t＝1为车辆运行的始发站，当t＞1时，若i₂≤2，公交车在d日中的p时段到达t站点的时间的计算方法为：

式中，表示公交车在d日中的p时段到达t站的前一个站点的时间；表示公交车在d日中p时段的前一个时段到达t站的时间；表示公交车在d日中p时段的前一个时段到达t站的前一个站点的时间；表示公交车在d日的前一日中的p时段到达t站的时间；表示公交车在d日的前一日中的p时段到达t站的前一个站点的时间；

若i₂＞2，j＜3，的计算方法为：

式中，N_m为车上乘客人数N和座位数m的比值；

若i₂＞2，j≥3，的计算方法为：

式中，t_l是最后一条刷卡时间记录；

当i₂＞2，j＜3时，

当i₂＞2，j≥3时，

2.根据权利要求1所述的一种利用公交IC卡预测公交到站时间的方法，其特征在于：通过分析乘客的刷卡规律，准确预测车辆的到站时间；

步骤1：通过人工调查获得公交车辆的准确到站时间，按时间先后顺序排列如表1所示；

表1 公交车辆到站时间统计表

步骤2：提取覆盖目标线路运行时段内的公交IC卡刷卡时间，按时间排序如表2所示；

表2 乘客下车刷卡时间统计表

同时提取目标线路运行时段内的站点上下车客流量，如表3所示；

表3 公交站点上下车客流量统计表

步骤3：利用公交线路编号、车辆编号和车辆运营班次，在提取的所有序列中，将车辆到站时间、公交IC卡刷卡时间、站点上车人数和站点下车人数进行配对，配对后的数据如表4所示；

表4 公交IC卡与人工调查数据配对表

步骤4：计算相同车辆在同一站点相邻两个刷卡时间的时间间隔,时间间隔不大于72s的刷卡时间定为有效刷卡时间；通过分析相邻有效刷卡时间差的分布规律，刷卡时间间隔s_l在0-20s的数量达到257个，占样本量的66％，在1-5s，s_l的数量都在20个以上，但是从第6s开始，s_l的数量急速下降到10个以下，因此，确定5s为判断聚类刷卡个数的阈值；

当i₂＞2，j＜3时，48个站点的258个配对数据；根据趋势线算出，刷卡时间与车辆到站时间最大差值T_max和车上乘客人数与座位数的比值N_m关系为：

T_max＝-15.59N_m²+63.63N_m-68.00

公交到站时间为：

当i₂＞2，j≥3时，50个公交站点的240个配对数据；由趋势线可得，刷卡时间与车辆到站时间最大差值T_max和刷卡个数j的关系为：

T_max＝1.17j-2.27

公交到站时间为：

因此，预测公交到站时间的表达式为