[发明专利]基于OD数据的共享单车借还与停放时空分布可视化方法

说明书

本发明公开了一种基于OD数据的共享单车借还与停放时空分布可视化方法，从共享单车骑行数据入手，通过对原始数据进行有效信息提取、预处理，将其作为ArcGIS的初始数据输入，并利用ArcGIS将研究区域划分成相同尺度的渔网格，从空间上建立各渔网格与共享单车借还点间的关系，基于各渔网格内借还点的属性数据，统计各渔网格内各时段内借还车辆数并估计研究日零点前的停放数，继而获得各区域各时段的累计借还量和停放量，最后对共享单车时空的借还特性以及停放特性进行可视化。本发明为共享单车推荐停车点的选址以及动态调度等方面的研究奠定了坚实的基础。

技术领域

本发明属于共享单车骑行数据挖掘领域，具体涉及一种基于OD数据的共享单车借还与停放时空分布可视化方法。

背景技术

随着机动化和城镇化的不断推进，可持续交通发展的需求使得公共自行车成为一种低碳经济的城市交通出行方式，承担了较大部分短距离出行的交通量。公共自行车的蓬勃发展也暴露了其自身的一些问题，如借还不便、站点较少等，共享单车应运而生，相比私人自行车，共享单车使用更加便利，尤其在解决地铁两端“最后一公里”的出行方面，同时也不用担心偷盗的发生；相比公共自行车，共享单车借还时操作更为简单，无需有桩停放，很大程度上提高了出行的可达性。

共享单车的大规模推广不仅鼓励了出行者对于自行车的使用，同时也扩大了公共交通的服务范围，有利于缓解过度机动化带来的一系列问题如交通拥堵、交通污染等问题。但共享单车的过度投放和无序投放为城市交通带来了负面影响，如城市空间的非法占用(人行道和非机动车道的非法停放)干扰了相关出行人员的通行权利，以及供需不平衡的投放可能会导致资源的浪费等。

因此，推进共享单车合理规范的使用，关键在于能根据不同区域的需求特性提供足够的停放位置，同时在区域间进行科学合理的调度，从时空分布角度进行各区域借还特性和停放特性的可视化研究具有重要意义。

目前业内针对共享单车借还特性方面的研究较少，大部分的文献研究重点在于在公共自行车站点层面的运营管理以及用户层面骑行行为的分析，主要利用公共自行车的运营公司提供骑行轨迹数据和OD数据来获取公共自行车的骑行路径、骑行OD以及骑行时间等信息。少量文献虽然研究了共享单车的借还特性，但未对停放车辆数进行推算，研究时段和研究区域的划分比较粗糙，而且忽略了时空上借还车数量的差异，仅分别反映了研究区域内借车数或还车数的分布。

发明内容

发明目的：本发明提出基于OD数据的共享单车借还与停放可视化方法。该方法具有较强的实用性与推广价值，本发明为共享单车的时空调度以及推荐停车点的选址等方面的研究奠定了坚实的基础。

技术方案：基于OD数据的共享单车借还与停放时空分布可视化方法包括以下步骤：

(1)获取共享单车骑行数据，并提取有效数据信息；

(2)对提取的骑行OD数据以及相关的车辆和时间数据进行预处理，并生成骑行有效数据表；

(3)将预处理之后的骑行OD数据以及相关的车辆和时间数据导入ArcGIS中，分别建立借车点图层和还车点图层；

(4)确定研究区域，利用ArcGIS将研究区域划分为相同大小的渔网格，生成渔网格图层；

(5)建立渔网格与借还车点一对多的空间关系，并将此连接过程新生成的图层的属性表导出；

(6)将属性表预处理后导入MATLAB，将研究日划分为24个研究时段，估计研究日零点前各渔网格内的停放数并统计各渔网格自零点起各时段的累计借还车辆数；

(7)将统计结果合并到ArcGIS空间连接属性表中，可视化共享单车借还量和停放量的时空分布。

进一步的，本发明方法中，步骤(1)中的提取的共享单车骑行数据有效信息包括：车辆编号、骑行日期、借车点经度、借车点纬度、借车时间、还车点经度、还车点纬度、还车时间；