[发明专利]一种公共交通大数据处理系统与方法

说明书

本发明属于智能交通系统技术领域，涉及一种公共交通大数据处理系统与方法，用于城市公共交通线网优化。具体方法如下：(1)构建站点网子系统，(2)构建换乘网子系统，(3)构建线路站点归属网，(4)网络加载，(5)网络退缩，(6)公共交通网络大数据系统的分析，本发明与现有技术相比，取得的有益效果如下：一是针对公交数据缺乏关联存在数据孤岛的问题，提供了有效的数据组织与分析模型，该模型能够记录、整合和直观表达公共交通网络的线路、站点、客流、车流的复杂数据关系；二是针对公交线网优化普遍采用经验定线法、系统分析法和交通分配法等方法，该模型方法新颖独特，设计构思巧妙，应用环境好，市场前景广阔。

技术领域：

本发明属于智能交通系统技术领域，涉及一种公共交通大数据处理系统与方法，用于城市公共交通线网优化。

背景技术：

公共交通是城市交通重要组成部分，是城市居民出行的重要方式，对缓解城市交通拥堵具有十分重要的作用。高效的公共交通系统离不开科学合理的公共交通网络规划和公交车辆的调度，而科学合理的公交网络规划和公交调度则必须建之于对公交网络结构的分析以及对公交客流时空分布与特征的提取的基础之上。以青岛市为例，市内四区目前有375条公交线路，已经形成了一个约4000个公交站点构成的复杂的公交网络，在这个公交网络上日均乘客刷卡数量近200万，每天通过公交IC卡系统、公交车GPS系统采集的数据量已达上千万，这些庞大的、类型多样的、具有复杂关系的、实时获取的公共交通数据的迅速积累，为采用大数据分析技术分析提取公交网络与公交客流时空分布特征、公共交通线网优化，提供了重要的数据来源。

采集的数据日益增多为公交线网优化提供了可能，但还存在以下问题：(1)公交数据间缺乏关联，存在数据孤岛问题，且数据种类多样，数据来源于不同的应用系统，数据分散，缺乏有效的组织模型。(2)公共交通线网优化缺少实用的优化方法。尽管公交优化在学术界研究时间较久，优化方法经历了从经验定线法、系统分析法和交通分配法三个阶段，但由于交通问题自身的复杂性，已有的方法均有太多假设，而这些假设在实际中并不能满足，从而致使这些方法难以用于实际。(3)随着数据不断的采集，近几年，以数据分析为主的优化方法逐渐被采用，但公交数据的多样性和问题的复杂性，以数据挖掘为主的分析方法，只考虑分析的主题，忽略了不同主题(问题)之间的关联，从导致顾此失彼，难以综合分析优化。

基于此，亟待设计一种公共交通大数据处理系统与方法，该方法能够建立一种公共交通大数据处理系统，该系统由站点网子系统、换乘网子系统以及站点所属关系子系统构成，能够记录、整合和直观表达公共交通网络的线路、站点、客流、车流的复杂数据关系，通过分析公共交通大数据处理系统的性质，能够建立评价公交网络拓扑特征、公交运行特征和客流出行特征的指标，从而提供公共交通复杂网络优化分析的依据。

发明内容：

本发明的目的在于寻求设计一种公共交通大数据处理系统与方法，该方法能够描述公交站点间邻接关系、公交线路间换乘关系、公交站点与公交线路间所属关系的复杂网络系统，该系统能够对公交站点、公交线路及其间关系进行有效描述，并且提供提取公共交通运行特征的分析工具，该系统能够实现公共交通大数据(线路数据、公交GPS数据、公交IC打卡数据等)的有效整合、组织与智能分析，并且能够为公共交通网络的优化提供重要的技术支持。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种公共交通大数据处理系统与方法通过如下技术方案实现：

(1)构建站点网子系统

将站点作为节点，节点设置属性，由向量表示包括节点类型(港湾站、非港湾站)、经纬度、所在路段、距离信号灯的距离等；在同一条公交线路上的站点进行连边，连边设置属性，由向量表示包括站点间距、是否有专用公交车道、经过路口的个数以及信号灯的个数等。

(2)构建换乘网子系统