[发明专利]一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法

权利要求书

1.一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采集待研究线路所有公交车辆的运营数据，包括：从起点站驶出时间、到达各中间站台时间、驶出各中间站台时间、到达终点站时间以及各站台上车人数；

步骤2，利用偏移lognormal分布对站台间路段旅行时间进行拟合；

公交车辆在路段i上的旅行时间t_i计算如下：

t_i＝λ_i+exp(μ_i+σ_iz_i)；

其中，λ_i表示该路段的畅通行驶时间，为分布偏移量；exp(μ_i+σ_iz_i)表示超出畅通行驶时间的部分，服从对数正态分布lognormal分布，其中μ_i、σ_i分别为超出行驶时间的均值和方差，z_i为标准正态分布；

得到路段i旅行时间的期望E(t_i)和方差Var(t_i)分别为：

步骤3，对公交车辆进入站台的过程进行建模，该过程为：排队进入站台、等待乘客上下车、从站台驶入主干道；对排队进入站台建模为一个先进先出队列计算公交车排队时间，根据乘客上下车人数计算乘客上下车时间，用正态分布拟合公交车辆从站台驶入主干道的时间；获取公交车辆站台停靠时间，公交车辆站台停靠时间为排队时间乘客上下车时间t^b和驶入主干道时间β之和；

计算公交车辆排队时间，方法如下：

设对待研究线路的公交站台s，除待研究线路外其他进入该站台的公交线路集合为L_s，当待研究线路的公交车辆驶入站台s时来自线路l的公交车辆也在队列中的概率p_ls为：

其中，为根据运营经验得到的待研究线路与线路l的公交车辆相遇概率，M_s为待研究线路与线路l的公交车在站台s的相遇次数，N_s为待研究线路的公交车辆驶过站台s的次数，为参数为1,的贝努利分布；

则公交车辆排队的时间表示为：

其中，t_ls为线路l的公交车辆在站台s的上下客时间和驶出站台时间之和；

步骤4，获得公交车辆的路线旅行时间，并分析旅行时间的分布、期望、方差和可靠性；

其中，公交车辆的路线旅行时间T为所有的路段旅行时间和所有的站台停靠时间之和，表示为：I_R为待研究线路的所有路段，S_R为待研究线路的所有公交站台，t_i为公交车辆在路段i上的旅行时间，t_s为公交车辆在站台s的停靠时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法，其特征在于，所述的步骤1中，还采集经过所有中间站台的不同线路的公交车辆的运营数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法，其特征在于，所述的步骤3中，计算乘客上下车时间的方法如下：

设置每个人上下公交车辆花费时间为α，则公交车辆上下客时间取决于上客和下客的最大人数，将乘客上下车耗时t^b为：

其中，分别为在站台s的下车和上车的人数。

4.根据权利要求1所述的一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法，其特征在于，所述的步骤3中，公交车辆从站台驶入主干道的时间β，用正态分布拟合，表示如下：

其中，μ_m、σ_m分别是公交车辆驶入主干道的平均时间和时间方差。

5.根据权利要求1所述的一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法，其特征在于，所述的步骤3中，公交车辆站台停靠时间t_s如下：

站台停靠时间的期望和方差分别如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于概率模型的公交车辆旅行时间建模方法，其特征在于，所述的步骤4中，

路线旅行时间期望E(T)为：

路线旅行时间方差Var(T)为：

其中，ρ_ij表示路段i和路段j的相关系数，设路段i和路段j的速度向量分别为X_i和X_j，则ρ_ij可表示为：