本發(fā)明涉及公交管理與評價領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種公交網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況評價方法。
背景技術(shù)：
：公共交通因其出行成本相對低廉，且出行時間可靠性高，成為了人們出行特別是通勤的重要出行模式。但是除了成本和時間，人們越來越關(guān)注出行的舒適性。公共交通的客流運行狀況不僅降低了乘客的舒適性，并且過度的運行狀況可能導致一些異常、危險事件的發(fā)生，例如踩踏事件等。因此對公交進行客流運行狀況評價、監(jiān)測是非常有必要的。這對于保障公交的高效、安全運營，提高乘客乘坐舒適性具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)外對于公交客流運行狀況的評價的方法是較為單一的。用每平方米站立的乘客數(shù)評估公交車運行狀況的這一客觀方法應(yīng)用較為廣泛，只是運行狀況基準在不同的國家或地區(qū)有所不同。在歐洲以及澳大利亞，四人每平方米是界限；對于美國來說是五人每平方米；而對于中國則為八人每平方米。用滿載率評估客流運行狀況也較為常見，只是車輛容量的定義有兩種：一種定義座位數(shù)為車輛容量；另一種定義除座位數(shù)，還包含可站立的乘客人數(shù)。綜上所述，現(xiàn)有研究更多關(guān)注的是微觀層面單一車輛的車內(nèi)運行狀況情況，較為直觀地表達車內(nèi)乘客的感受。但對于公交運營管理者而言，只關(guān)注微觀點層級的客流運行狀況狀態(tài)是不夠的，線層級、網(wǎng)絡(luò)層級的客流運行狀況狀態(tài)也是必須關(guān)注的。不同層級的客流運行狀況狀態(tài)可以為運營管理者提供豐富全面的客流信息，便于其從微觀到宏觀多層面掌控整個公交網(wǎng)絡(luò)。技術(shù)實現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有客流運行狀況評估研究僅集中在微觀點層級，缺乏其他層級的評估這一問題。本發(fā)明提供一種從點、線、面三個層級構(gòu)建的公交網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況評價方法。從出行者的角度看，出行者可根據(jù)面層級的客流運行狀況選擇合適的時間出行，可根據(jù)線層級的客流運行狀況選擇合適的路徑出行，可根據(jù)點層級的客流運行狀況選擇合適的車輛出行。從運營管理者的角度看，可通過客流運行狀況調(diào)整發(fā)車計劃，決定是否需要發(fā)區(qū)間車、跨站快車等，提高出行者出行舒適性且使公交資源得到有效利用，保障公交系統(tǒng)的有效運營；可通過不同層級的客流運行狀況，實時掌握整個網(wǎng)絡(luò)客流狀態(tài)，一旦危險事件或異常事件發(fā)生，可及時預警并采取相應(yīng)措施，保障公交系統(tǒng)的安全運營，提高系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)事件的能力。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種公交網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況評價方法，包括步驟：以各個車輛為點，計算點層級的客流運行狀況：以單車的滿載率，即以單車的實際乘客人數(shù)與單車的額定乘客人數(shù)的比值作為單車客流運行狀況；以站與站之間為線，計算線層級客流運行狀況：以一定時間內(nèi)，經(jīng)過線的總的實際乘客人數(shù)與總的額定乘客人數(shù)的比值作為線客流運行狀況；以各線構(gòu)成的公交網(wǎng)絡(luò)為面，計算面層級客流運行狀況：以各線客流運行狀況為基礎(chǔ)，通過對線的權(quán)重加權(quán)得到網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況。優(yōu)選地，所述單車客流運行狀況按照以下公式計算得到：式中，vlii表示單車客流運行狀況，qi表示車輛i的實際乘客人數(shù)，ci表示車輛i的額定載客人數(shù)。優(yōu)選地，所述線客流運行狀況按照以下公式計算得到：式中，llij表示線客流運行狀況，m表示統(tǒng)計時間內(nèi)經(jīng)過線j的公交車輛數(shù)量，qi表示車輛i的實際乘客人數(shù)，ci表示車輛i的額定載客人數(shù)。優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況按照以下公式計算得到：式中，nli表示網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況，wj表示線j的權(quán)重，n表示整個公交網(wǎng)絡(luò)的線的數(shù)量，llij表示線客流運行狀況。優(yōu)選地，線的權(quán)重wj是由線的度、介數(shù)以及經(jīng)過線的公交線路數(shù)三個參數(shù)按照下式計算得到：wj＝bj×wb+dj×wd+rj×wr式中：wb，wd和wr分別表示介數(shù)、度以及經(jīng)過公交線路數(shù)三個參數(shù)的權(quán)重；bj，dj和rj分別表示線j的介數(shù)、度以及經(jīng)過線j的公交線路數(shù)。優(yōu)選地，所述wb，wd和wr由熵權(quán)法得到，具體步驟如下：1)數(shù)據(jù)標準化，將線的介數(shù)、度、經(jīng)過的公交線路數(shù)三組數(shù)據(jù)標準化，即將b，d和r分別標準化，令三組數(shù)據(jù)依次表示為a1，a2，a3，則原始矩陣為：通過下式將數(shù)據(jù)標準化：2)求各指標的信息熵，即求b，d和r的信息熵，通過下式計算信息熵：其中當pji＝0，則3)確定各指標權(quán)重，基于各指標的信息熵，通過下式計算各指標權(quán)重：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述公交網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況評價方法，達到了如下效果：(1)本發(fā)明從點、線、面三個層級客觀評估公交客流運行狀況狀態(tài)，為運營管理者及出行者提供了全面客觀的客流狀態(tài)信息，對運營管理者和出行者都具有重要現(xiàn)實意義；(2)本發(fā)明在面層級客流運行狀況的計算中，用度衡量線與其他線的連接關(guān)系，用介數(shù)衡量線是在網(wǎng)絡(luò)中的作用和影響力，用經(jīng)過的公交線路數(shù)衡量線被使用的概率，三個參數(shù)充分考慮了線在網(wǎng)絡(luò)中的重要性，使得客流運行狀況能真實地反應(yīng)客流運行狀況狀態(tài)，且三個參數(shù)的權(quán)重不是相等的，而是由熵權(quán)法客觀確定。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：圖1為實施例2的網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況計算結(jié)果圖；圖2為2016年5月1日(周日)東單路口西--天安門東客流運行狀況；圖3為2016年5月23日(周一)東單路口西--天安門東客流運行狀況；圖4為2016年5月24日(周二)東單路口西--天安門東客流運行狀況；圖5為2016年5月29日(周日)東單路口西--天安門東客流運行狀況；圖6為天安門區(qū)域拓撲圖；圖7為2016年5月1日(周日)天安門區(qū)域客流運行狀況；圖8為2016年5月23日(周一)天安門區(qū)域客流運行狀況；圖9為2016年5月24日(周二)天安門區(qū)域客流運行狀況；圖10為2016年5月29日(周日)天安門區(qū)域客流運行狀況。具體實施方式如在說明書及權(quán)利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達到所述技術(shù)效果。說明書后續(xù)描述為實施本發(fā)明的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本發(fā)明的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護范圍當視所附權(quán)利要求所界定者為準。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但不作為對本發(fā)明的限定。實施例1：本實施例提供了一種公交網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況評價方法，包括步驟：步驟101：以各個車輛為點，計算點層級的客流運行狀況：以單車的滿載率，即以單車的實際乘客人數(shù)與單車的額定乘客人數(shù)的比值作為單車(點層級)客流運行狀況，一定時間更新一次；點層級客流運行狀況的計算，步驟101中將公交ic卡數(shù)據(jù)、投幣機數(shù)據(jù)、公交車輛基本信息額定載客人數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，5分鐘更新一次，按照以下公式計算得到單車客流運行狀況：式中，vlii表示單車客流運行狀況，qi表示車輛i的實際乘客人數(shù)，ci表示車輛i的額定載客人數(shù)。步驟102：以站與站之間為線，計算線層級客流運行狀況：以一定時間內(nèi)，經(jīng)過線的總的實際乘客人數(shù)與總的額定乘客人數(shù)的比值作為線客流運行狀況；線層級客流運行狀況指的是站點與站點的客流運行狀況，站點與站點之間可能有不止一條公交線路。線層級的客流運行狀況計算，步驟102中將公交ic卡數(shù)據(jù)、投幣機數(shù)據(jù)、公交車輛基本信息額定載客人數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，5分鐘更新一次，按照以下公式計算得到線客流運行狀況：式中，llij表示線客流運行狀況，m表示5分鐘內(nèi)經(jīng)過線j的公交車輛數(shù)量，qi表示車輛i的實際乘客人數(shù)，ci表示車輛i的額定載客人數(shù)。步驟103：以各線構(gòu)成的公交網(wǎng)絡(luò)為面，計算面層級客流運行狀況：以各線客流運行狀況為基礎(chǔ)，通過對線的權(quán)重加權(quán)得到網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況。面層級的客流運行狀況指的是公交網(wǎng)絡(luò)的客流運行狀況。面層級的客流運行狀況是以線層級的客流運行狀況為基礎(chǔ)，通過加權(quán)得到，一定時間更新一次。權(quán)重的分配以線在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度為依據(jù)，以線的度、介數(shù)、經(jīng)過的公交線路數(shù)三個參數(shù)評估線的重要程度，用熵權(quán)法客觀地給三個參數(shù)分配權(quán)重。面層級客流運行狀況的計算，步驟103中以lli為基礎(chǔ)，通過加權(quán)計算得到網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況nli，按照以下公式計算得到網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況：式中，nli表示網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況，wj表示線j的權(quán)重，n表示整個公交網(wǎng)絡(luò)的線的數(shù)量，llij表示線客流運行狀況。線的權(quán)重wj是由線的度、介數(shù)以及經(jīng)過線的公交線路數(shù)三個參數(shù)按照下式計算得到：wj＝bj×wb+dj×wd+rj×wr式中：wb，wd和wr分別表示介數(shù)、度以及經(jīng)過公交線路數(shù)三個參數(shù)的權(quán)重；bj，dj和rj分別表示線j的介數(shù)、度以及經(jīng)過線j的公交線路數(shù)。wb，wd和wr由熵權(quán)法得到，具體步驟如下：1)數(shù)據(jù)標準化，將線的介數(shù)、度、經(jīng)過的公交線路數(shù)三組數(shù)據(jù)標準化，即將b，d和r分別標準化，令三組數(shù)據(jù)依次表示為a1，a2，a3，則原始矩陣為：通過下式將數(shù)據(jù)標準化：2)求各指標的信息熵，即求b，d和r的信息熵，通過下式計算信息熵：其中當pji＝0，則3)確定各指標權(quán)重，基于各指標的信息熵，通過下式計算各指標權(quán)重：實施例2：在實施例1的基礎(chǔ)上，如圖1所示，為面層級客流運行狀況計算結(jié)果示意圖(2015年5月8日6:00—23:00，天安門區(qū)域公交網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況)。首先將公交ic卡數(shù)據(jù)、公交車輛基本信息數(shù)據(jù)(額定載客人數(shù))作為輸入數(shù)據(jù)，5分鐘更新一次，計算單車客流運行狀況vli和線客流運行狀況lli。根據(jù)公交車的基本信息，統(tǒng)計經(jīng)過各線的公交線路數(shù)，計算該網(wǎng)絡(luò)中各線的度、介數(shù)，然后用熵權(quán)法確定度、介數(shù)、經(jīng)過公交線路數(shù)三個參數(shù)的權(quán)重?；谌齻€參數(shù)的權(quán)重，計算各線的權(quán)重。基于線的權(quán)重和線客流運行狀況lli，計算得到網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況nli。實施例3：在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例為應(yīng)用實施例。(1)計算線層級客流運行狀況：以東單路口西到天安門東的客流為基礎(chǔ)，計算線級客流運行狀況。從東單路口西到天安門東有1路、52路公交。現(xiàn)計算2016年5月26日06:45到07:00該線的客流運行狀況。表1東單路口西--天安門東客流數(shù)據(jù)車上人數(shù)線路號額定人數(shù)滿載率116118064.44％14521807.78％20118011.11％55118030.56％91118050.56％從表1數(shù)據(jù)可計算該線的客流運行狀況(116+14+20+55+91)/(180+180+180+180+180)＝32.89％由圖2至圖5可知東單路口西--天安門東客流運行狀況日變化較大，無論在工作日還是非工作日，變化都比較大。(2)計算網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況：以天安門區(qū)域的客流為基礎(chǔ)，計算網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況。天安門共有93條線，具體見圖6。根據(jù)各線的介數(shù)、度及經(jīng)過線的公交線路數(shù)，利用商權(quán)法計算介數(shù)、度及經(jīng)過線的公交線路數(shù)三個重要參數(shù)的權(quán)重，得各權(quán)重分別為：0.2796、0.1094、0.6110。然后據(jù)此計算各線的權(quán)重，結(jié)果見表2：表2天安門區(qū)域各線權(quán)重線權(quán)重線權(quán)重北京供電局-前門西0.008臺基廠路口東-正義路南口0.0049北京供電局-和平門東0.0096臺基廠路口西-崇文門西0.0192崇文門內(nèi)-東單路口北0.0103臺基廠路口西-正義路0.0131崇文門內(nèi)-崇文門西0.0085臺基廠路口西-前門東0.008崇文門內(nèi)-東單路口南0.0077天安門東-王府井0.0148崇文門內(nèi)-東單路口東0.0056天安門東-天安門廣場西0.009崇文門外-東單路口北0.0082天安門東-東單路口西0.009崇文門西-崇文門內(nèi)0.0089天安門東-天安門西0.0182崇文門西-臺基廠路口西0.0189天安門東-前門0.0109崇文門西-臺基廠路口東0.0057天安門廣場東-天安門東0.0109崇文門西-崇文門東0.0065天安門廣場東-天安門西0.0051崇文門西-正義路南口0.0062天安門廣場西-前門0.009崇文門西-前門東0.0092天安門西-天安門東0.0084崇文門西-正義路0.0086天安門西-西單路口東0.0159東單路口北-崇文門內(nèi)0.0203天安門西-石碑胡同0.0058東單路口北-東單路口南0.0055王府井-天安門東0.0132東單路口南-王府井0.0074王府井-王府井路口北0.0061東單路口南-崇文門內(nèi)0.0085王府井-東單路口南0.01東單路口南-東單路口北0.0043王府井路口北-臺基廠路口東0.008東單路口西-天安門東0.008王府井路口北-正義路0.0062東單路口西-王府井0.0043西單路口東-天安門西0.0068和平門東-宣武門東0.026西單路口東-西單路口西0.0048和平門東-前門西0.0149西單路口東-六部口0.008和平門東-宣武門西0.0106西單路口東-宣武門內(nèi)0.0065和平門東-前門0.0273西單路口東-天安門東0.0084和平門東-北京供電局0.0044西單路口南-西單商場0.0262和平門內(nèi)-六部口0.0032西單路口南-宣武門內(nèi)0.0156和平門內(nèi)-和平門外0.0099西單路口南-宣武門東0.016和平門外-宣武門東0.0142西單商場-西單路口西0.0039和平門西-北京供電局0.0056西單商場-西單路口南0.025六部口-和平門內(nèi)0.0105西絨線胡同-和平門內(nèi)0.0054前門-前門東0.0139宣武門東-和平門外0.0048前門-前門西0.0145宣武門東-和平門東0.0352前門-天安門東0.0164宣武門東-西單路口南0.0104前門-天安門廣場東0.0126宣武門內(nèi)-西單路口南0.0072前門-正義路0.0124宣武門外-西單路口南0.0125前門東-正義路0.0134宣武門外-西單路口東0.0083前門東-前門0.0122宣武門西-和平門東0.0057前門東-前門西0.0177宣武門西-和平門西0.0054前門東-臺基廠路口西0.0079正義路-臺基廠路口西0.0133前門東-崇文門西0.0107正義路-前門東0.0137前門西-和平門東0.029正義路-前門0.0133前門西-前門東0.0171正義路-崇文門西0.008前門西-北京供電局0.0078正義路-王府井路口北0.0053石碑胡同-西單路口東0.0062正義路南口-王府井0.006臺基廠路口東-王府井路口北0.0063正義路南口-崇文門西0.0055臺基廠路口東-崇文門西0.0086在此基礎(chǔ)上，計算網(wǎng)絡(luò)客流運行狀況。由圖7至圖10可知天安門區(qū)域客流運行狀況在工作日呈現(xiàn)明顯的早晚高峰特性。五一客流運行狀況與工作日相比略低，周末客流運行狀況最低，且都無雙高峰特性。本實施例從點、線、面三個層級逐級建立客流運行狀況，構(gòu)成了公交客流運行狀況體系。線層級以東單路口西--天安門東為例，面層級以天安門區(qū)域為例進行了公交運行狀況計算，計算結(jié)果表明構(gòu)建的公交客流運行狀況體系能較好地反映實際情況。上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。當前第1頁12