[发明专利]基于公交车GPS数据的大范围城市公交线网实时运行水平评价方法

摘要

基于公交车GPS数据的大范围城市公交线网实时运行水平评价方法，包括数据预处理、地图匹配、旅行时间指标计算、站点停靠时间指标计算以及拥堵指标计算：数据预处理对实时GPS数据进行错误、重复、缺失和冗余数据处理；地图匹配估计出单个GPS点在地图上的时空位置；旅行时间指标为基于单个公交车的地图匹配数据得到单车在单个子路段的旅行时间指标，得到全路网的旅行时间指标；站点停靠时间指标根据公交车在站点的到离站时间计算出单车在单个站点的单次停靠时间，进而求出站点的停靠时间指标；拥堵指标计算则将旅行时间指标与站点停靠时间指标结合进行分析处理，最终求出一个由公交车旅行时间与公交车站点停靠时间表征路段拥挤程度的指数。

主权项

1.基于公交车GPS数据的大范围城市公交线网实时运行水平评价方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)建立标准化的静态路网基础信息数据库和公交线网基础信息数据库，建立公交线网基础信息数据库包括：定义路段、定义子路段、定义路段折线段、确定公交站点信息、确定公交线路信息、匹配站点与路段信息；两个相邻路口之间的道路为一个路段，路段信息包括路口起点编号、路口终点编号、路段编号、路段名称、路段长度、路段方向、路段所在道路名称、路段所在道路的等级；子路段由路口与公交站点将路段进一步划分确定，路口与公交站点、公交站点与公交站点之间的路段均定义为子路段，同一路段的所有子路段按照该路段方向排序编号，子路段信息包括子路段起点编号、子路段终点编号、子路段长度和子路段方向；路段折线段是指为同一条路段上的相邻折点之间的路段，路段折线段信息包括折点编号、路段折线段起点编号、路段折线段终点编号、路段折线段编号、路段折线段方向、路段折线段所在道路的等级、折点的经度和纬度；所述公交站点信息是指公交线网上所有公交站点的统一命名编号，所述公交站点信息包括站点唯一编号、站点名称、站点经纬度、站点方向、站点所在的路段；所述公交线路信息是指公交线网上每条公交线路途经的站点以及路段信息，所述公交线路信息包括线路编号、站点编号、站点序列号；所述匹配站点与路段信息是建立道路网络与公交线网之间的关联数据库，确定公交线网内所有公交站点在道路网络中所处路段位置，并利用公交站点将道路网络内一个路段分为多个子路段，计算并存储每个子路段的长度；(2)建立公交车GPS动态数据表，公交车GPS动态数据表存储当前处理间隔内的所有公交车GPS定位数据，公交车GPS定位数据包括车载机编号、公交线路编号、站点编号、到站编号、离站编号、GPS设备上传的WGS‑84经纬度坐标数据、定位时刻和公交车头方向，所述车载机编号即车辆编号，到站编号即进站编号，离站编号即出站编号，定位时刻即上传时间；并对公交车GPS定位数据进行预处理；(3)基于地图匹配的公交车旅行时间的数据处理与指标分析；A、公交线网分区：根据城市路网规模将公交线网分割为多个子区，按照子区对同一处理间隔内分区的公交车GPS数据并行处理；B、公交车GPS数据地图匹配：将步骤(1)标准化的静态路网基础信息数据与步骤(2)所述公交车GPS笛卡尔平面坐标数据进行结合，进行地图匹配；C、计算单车单次在单路段上的旅行时间，即单辆公交车一次经过某路段所用的时间，以公交车个体作为研究对象；D、实时计算单车单次经过子路段的旅行时间并存储在公交车GPS动态数据表中，单车单次经过子路段的旅行时间即单辆公交车一次经过某子路段所用的时间，以公交车个体作为研究对象：E、路段旅行时间指数评价：基于路段的历史旅行时间数据设置其通畅状态下旅行时间作为旅行时间基准值，定义畅通状态下旅行时间为该路段历史同期一个月平峰时段的平均旅行时间，将步骤C所述的单车单次在单路段上的旅行时间与旅行时间基准值的比值作为在当前处理间隔内单车单次经过单路段的旅行时间指数，将特定处理间隔内经过目标路段的旅行时间指数求平均，得到该目标路段的旅行时间指数，按照此方法，得到公交线网所有路段的旅行时间指数；F、将公交车GPS动态数据表中存储的单车单次经过子路段的旅行时间导入旅行时间数据总表；(4)基于站点停靠时间的数据处理与指标分析；G、计算单车单次站点停靠时间，即单辆公交车一次经过某站点的停靠时间，以公交车个体为研究对象；H、计算单车单次的站点停靠时间指数：基于站点的历史停靠时间数据设置其畅通状态下站点停靠时间为停靠时间基准值，定义畅通状态下站点停靠时间为站点历史同期一个月的平均停靠时间，将步骤G所述的单车单次站点停靠时间与该站点停靠时间基准值的比值作为在当前处理间隔内单车单次的站点停靠时间指数；I、站点停靠时间指数评价：按评价对象要求在特定处理间隔内加权求和，得到全网站点停靠时间评价指标；J、将该处理间隔内的站点停靠时间数据处理结果导入到站点停靠时间总表；(5)总运行指标分析与处理：将数据处理间隔内的路段旅行时间指数与站点停靠时间指数加权求和，确定各指数的权重并映射到0至10，得到当前处理间隔内的公交线网总运行指数；(6)公交线网服务分级；根据步骤(5)求得的公交线网总运行指数，判断当前处理间隔内公交车运行水平。