專利名稱：一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公交運行與控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化進程的高速發(fā)展，城市外延、高密度土地開發(fā)、居民出行方式日趨機動化給城市交通系統(tǒng)帶來了前所未有的考驗。交通擁堵、能源消耗、尾氣污染已成為我國許多城市發(fā)展過程中普遍面臨的問題。其中，城市交通擁堵問題尤其嚴重。以首都北京為例，在早晚高峰時段，四環(huán)以內(nèi)道路的交通擁堵已成為常態(tài)，城市全路網(wǎng)高峰小時時速不足20公里。目前，各國的城市管理者與不同領(lǐng)域的研究者均投入到解決交通擁堵問題的研究與實踐中，期望分別從理論與實際運用層面提出緩解交通擁堵的思路。公共交通作為一種大眾化的交通工具，其人均使用效率是小汽車的10-15倍，容量大、載客多，具有許多優(yōu)勢。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是提高交通資源利用效率，緩解城市交通擁堵的重要手段，是實施國家節(jié)能減排戰(zhàn)略，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要舉措?！秶抑虚L期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》交通專題提出了 2020年城市化人口 57%，大城市公交出行率達50%以上的國家戰(zhàn)略目標(biāo)。許多城市都相應(yīng)的出臺了優(yōu)先發(fā)展公共交通，保障公共交通優(yōu)先通行的措施，并投入了大量的財力新建、優(yōu)化與完善公交系統(tǒng)。然而，在公交的實際運行過程中，特別是在城市中流量較大的一些路段，往往存在多條公交線路共線運行的情況，并造成了沿線某些公交站點處有多條公交線路停靠的需求。在高峰小時，常常能見到多輛公交車同時進站的情況發(fā)生。由于公交站點的容來給你限制，擁堵的公交車爭相等待進站，車陣綿延猶如一節(jié)節(jié)列車。這不僅僅影響了公交系統(tǒng)的整體效能、降低了公交乘客出行的效率，由公交車輛在站點“溢出”所引發(fā)的變換車道、排隊等候進站、出站等行為也會造成公交車輛與社會車流間的交織，誘發(fā)新的交通擁堵問題，進一步降低了整個交通系統(tǒng)的運行效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在最大程度保障高峰小時公交車輛在公交站點處運行，提升公交系統(tǒng)的整體效能與乘客出行效率，降低公交?？繉幌到y(tǒng)及社會車輛影響的基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于，該方法包含以下步驟:
步驟一，采集高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)，并篩選出與需要設(shè)置跳站運行方向相一致的乘客上下車數(shù)據(jù)；
步驟二，將步驟一中所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要?？康墓徽军c按照從前往后的順序從I至η依次編號，其中，η為所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要停靠的公交站點總數(shù)； 步驟三，利用步驟一篩選出的乘客上下車數(shù)據(jù)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，并累加OD矩陣中所有的元素值得到高峰小時總客流量；
步驟四，將步驟三中高峰小時的乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序，并記錄每個元素對應(yīng)的行號與列號；
步驟五，將步驟四中降序排序的元素按照排序順序逐個累加，并統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號，當(dāng)累加的元素達到或者超過所述高峰小時總客流量的50%，或者統(tǒng)計的已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號的數(shù)量達到或者超過所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要?？康墓徽军c總數(shù)η的60%時，立即停止累加元素并記錄此時統(tǒng)計的行號與列號；
步驟六，將步驟五中停止累加元素時統(tǒng)計的行號與列號升序排列，并將升序排列后的序號按照步驟二中公交站點的編號還原成公交站點名稱，得到排序后的公交站點序列為公交線路跳站運行時需?？康墓煌？空荆?br> 步驟七，當(dāng)步驟五停止累加客流時，若累加的客流量達到或者超過高峰小時總客流量的50%，則公交線路的運營采取一班次公交車輛停靠全部公交站點，接下來一班次跳站運行的方式；否則，公交線路的運營采取兩班次公交車輛停靠全部公交站點，接下來一班次跳站運行的方式。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述步驟一中采集高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)，包括高峰小時該公交線路雙向所有上車乘客的上車站點，并對應(yīng)記錄每位乘客的下車站點；所述步驟一中，篩選出與需要設(shè)置跳站運行方向相一致的乘客上下車數(shù)據(jù)，篩選原則為:當(dāng)乘客的上車站點至下車站點的方向與需要設(shè)置跳站運行的公交運行方向相一致時，則篩選出該乘客的上下車數(shù)據(jù)；否則剔除該乘客的上下車數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述步驟三中，利用步驟一篩選出的乘客上下車數(shù)據(jù)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，包含以下步驟:
步驟(21)，初始化一個ηΧη的O矩陣，該O矩陣的行序號和列序號分別與步驟二中相同編號的公交站點 對應(yīng)；
步驟(22)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣。對于每一個乘客的上下車數(shù)據(jù)，將站點OD矩陣中對應(yīng)位置的元素值加I。其中，所述對應(yīng)位置的行序號對應(yīng)乘客的上車站點的編號，所述對應(yīng)位置的列序號對應(yīng)乘客的下車站點的編號。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述步驟四中，將步驟三中高峰小時的乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序時，若出現(xiàn)元素值大小相同的情況，則根據(jù)該元素的行序號進行排序，行序號越小則該元素排序越靠前；若該元素的行序號大小也相同，則按照該元素的列序號進行排序，列序號越大則該元素排序越靠前。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述步驟五中，統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號，將行號與列號合并在一起無差別統(tǒng)計。并且，當(dāng)出現(xiàn)已經(jīng)統(tǒng)計過的行號與列號時，重復(fù)的行號與列號不在重復(fù)統(tǒng)計。本發(fā)明方法充分考慮高峰小時公交運行的實際特征與公交乘客的出行分布，結(jié)合公交乘客的出行分布確定高峰期公交線路跳站運行方案。通過公交線路有選擇的?？抗徽军c，降低公交站點處公交車輛?？繉幌到y(tǒng)及社會車輛運行的影響，提升公交系統(tǒng)的整體效率。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
第一，本發(fā)明方法提出的一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法可以有效緩解高峰小時公交站點處的公交車輛?？繉幌到y(tǒng)及社會車輛運行的影響，發(fā)明方法的實施效果好。第二，本發(fā)明方法在設(shè)計公交線路跳站方案按時，充分考慮乘客的出行分布與出行需求，盡可能在滿足乘客出行需求的同時實施公交線路跳站運行，降低公交跳站方案對乘客出行的影響。第三，本發(fā)明方法不需要軟件與硬件的二次投入，僅僅需要采集公交乘客的出行數(shù)據(jù)，發(fā)明方法的實施成本低。


圖1為本發(fā)明方法的流程 圖2為本發(fā)明方法實施時處理得到的公交站點編號表；
圖3為本發(fā)明方法實施時處理得到的乘客站點OD矩陣；
圖4為本發(fā)明方法實施時的OD矩陣元素值排序表。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。如圖1所示為一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法的總體流程圖。下面結(jié)合圖1對本發(fā)明方法作更進一步的說明。步驟一，采集高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)，并篩選出與需要設(shè)置跳站運行方向相一致的乘客上下車數(shù)據(jù)；
高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)可以采用多種方式獲取，如人工跟車調(diào)查法、車載攝像法、小票法、GPS數(shù)據(jù)-1C卡刷卡數(shù)據(jù)推導(dǎo)法等。實際操作中推薦采用GPS數(shù)據(jù)-1C卡刷卡數(shù)據(jù)推導(dǎo)法，該方法具有數(shù)據(jù)獲取簡單、資金投入小，數(shù)據(jù)精度較高、后期處理容易等優(yōu)點。進一步，采集高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)，包括高峰小時該公交線路雙向所有上車乘客的上車站點，并對應(yīng)記錄每位乘客的下車站點；篩選出與需要設(shè)置跳站運行方向相一致的乘客上下車數(shù)據(jù)，其篩選原則為:當(dāng)乘客的上車站點至下車站點的方向與需要設(shè)置跳站運行的公交運行方向相一致時，則篩選出該乘客的上下車數(shù)據(jù)；否則剔除該乘客的上下車數(shù)據(jù)。步驟二，將步驟一中所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要停靠的公交站點按照從前往后的順序從I至η依次編號，其中，η為所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要?？康墓徽军c總數(shù)；
步驟三，利用步驟一篩選出的乘客上下車數(shù)據(jù)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，并累加OD矩陣中所有的元素值得到高峰小時總客流量；
進一步，利用步驟一篩選出的乘客上下車數(shù)據(jù)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，包含以下步驟: 步驟(21)，初始化一個ηΧη的O矩陣，該O矩陣的行序號和列序號分別與步驟二中相同編號的公交站點 對應(yīng)；
步驟(22)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣。對于每一個乘客的上下車數(shù)據(jù)，將站點OD矩陣中對應(yīng)位置的元素值加I。其中，所述對應(yīng)位置的行序號對應(yīng)乘客的上車站點的編號，所述對應(yīng)位置的列序號對應(yīng)乘客的下車站點的編號。步驟四，將步驟三中高峰小時的乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序，并記錄每個元素對應(yīng)的行號與列號；
進一步，將步驟三中高峰小時的乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序時，若出現(xiàn)元素值大小相同的情況，則根據(jù)該元素的行序號進行排序，行序號越小則該元素排序越靠前；若該元素的行序號大小也相同，則按照該元素的列序號進行排序，列序號越大則該元素排序越靠前。步驟五，將步驟四中降序排序的元素按照排序順序逐個累加，并統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號，當(dāng)累加的元素達到或者超過所述高峰小時總客流量的50%,或者統(tǒng)計的已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號的數(shù)量達到或者超過所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要停靠的公交站點總數(shù)η的60%時，立即停止累加元素并記錄此時統(tǒng)計的行號與列號；
進一步，統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號，將行號與列號合并在一起無差別統(tǒng)計。并且，當(dāng)出現(xiàn)已經(jīng)統(tǒng)計過的行號與列號時，重復(fù)的行號與列號不在重復(fù)統(tǒng)計。步驟六，將步驟五中停止累加元素時統(tǒng)計的行號與列號升序排列，并將升序排列后的序號按照步驟二中公交站點的編號還原成公交站點名稱，得到排序后的公交站點序列為公交線路跳站運行時需停靠的公交?？空?；
步驟七，當(dāng)步驟五停止累加客流時，若累加的客流量達到或者超過高峰小時總客流量的50%，則公交線路的運營采取一班次公交車輛?？咳抗徽军c，接下來一班次跳站運行的方式；否則，公交線路的運營采取兩班次公交車輛?？咳抗徽军c，接下來一班次跳站運行的方式。為說明本發(fā)明方法的實際效果，下面將結(jié)合實例驗證予以說明。采用本發(fā)明方法，于2011年8月22日對江西省某城市一重要南北走向的公交線路的進行早高峰的乘客上下車數(shù)據(jù)采集，并篩選需要設(shè)計跳站運行方向(由北向南方向)的出行數(shù)據(jù)，完成本發(fā)明方法的步驟一。圖2所示為按照步驟二要求對公交站點依次進行編號的站點-編號對應(yīng)表。之后，按照步驟三構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，如圖3所示。通過累計可以得出，高峰小時總客流量為1032人次。乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序，并記錄每個元素對應(yīng)的行號與列號，完成步驟四的操作，之后進行步驟五。由圖4可以看出，當(dāng)累加至第十個降序排序的元素值時，統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號的數(shù)量為11個，超過了需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要?？康墓徽军c總數(shù)17的60%，停止步驟五的操作。按照步驟六的操作將這11個行號與列號升序排列，并將升序排列后的序號按照圖2中公交站點的編號還原成公交站點名稱，得到公交線路跳站運行時需停靠的公交?？空緸?“江軸-湖田-花家坪-市城管局-個體街-天澤醫(yī)院-鴻運星城-公交公司-朝陽西路-人民家電-火車站”。由于此時累加的客流量未達到高峰小時總客流量的50%，根據(jù)步驟七，該公交線路由北向南方向高峰期將采用兩班次公交車輛?？咳抗徽军c，接下來一班次跳站運行的方式運營。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于，該方法包含以下步驟: 步驟一，采集高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)，并篩選出與需要設(shè)置跳站運行方向相一致的乘客上下車數(shù)據(jù)； 步驟二，將步驟一中所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要停靠的公交站點按照從前往后的順序從I至η依次編號，其中，η為所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要停靠的公交站點總數(shù)； 步驟三，利用步驟一篩選出的乘客上下車數(shù)據(jù)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，并累加OD矩陣中所有的元素值得到高峰小時總客流量； 步驟四，將步驟三中高峰小時的乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序，并記錄每個元素對應(yīng)的行號與列號； 步驟五，將步驟四中降序排序的元素按照排序順序逐個累加，并統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號，當(dāng)累加的元素達到或者超過所述高峰小時總客流量的50%，或者統(tǒng)計的已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號的數(shù)量達到或者超過所述需要設(shè)置跳站運行方向的公交線路沿線需要?？康墓徽军c總數(shù)η的60%時，立即停止累加元素并記錄此時統(tǒng)計的行號與列號； 步驟六，將步驟五中停止累加元素時統(tǒng)計的行號與列號升序排列，并將升序排列后的序號按照步驟二中公交站點的編號還原成公交站點名稱，得到排序后的公交站點序列為公交線路跳站運行時需?？康墓煌？空?； 步驟七，當(dāng)步驟五停止累加客流時，若累加的客流量達到或者超過高峰小時總客流量的50%，則公交線路的運營采取一 班次公交車輛?？咳抗徽军c，接下來一班次跳站運行的方式；否則，公交線路的運營采取兩班次公交車輛?？咳抗徽军c，接下來一班次跳站運行的方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于所述步驟一中，所述采集的高峰小時該公交線路的乘客上下車數(shù)據(jù)，包括高峰小時該公交線路雙向所有上車乘客的上車站點，并對應(yīng)記錄每位乘客的下車站點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于所述步驟一中，篩選出與需要設(shè)置跳站運行方向相一致的乘客上下車數(shù)據(jù)，篩選原則為:當(dāng)乘客的上車站點至下車站點的方向與需要設(shè)置跳站運行的公交運行方向相一致時，則篩選出作為該乘客的上下車數(shù)據(jù)；否則剔除該乘客的上下車數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于所述步驟三中，利用步驟一篩選出的乘客上下車數(shù)據(jù)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，包含以下步驟: 步驟(21)，初始化一個ηΧη的O矩陣，該O矩陣的行序號和列序號分別與步驟二中相同編號的公交站點對應(yīng)； 步驟(22)，構(gòu)建高峰小時的乘客站點OD矩陣，對于每一個乘客的上下車數(shù)據(jù)，將站點OD矩陣中對應(yīng)位置的元素值加1，其中，所述對應(yīng)位置的行序號對應(yīng)乘客的上車站點的編號，所述對應(yīng)位置的列序號對應(yīng)乘客的下車站點的編號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于所述步驟四中，將步驟三中高峰小時的乘客站點OD矩陣中的元素按元素值大小降序排序時，若出現(xiàn)元素值大小相同的情況，則根據(jù)該元素的行序號進行排序，行序號越小則該元素排序越靠前；若該元素的行序號大小也相同，則按照該元素的列序號進行排序，列序號越大則該元素排序越靠前。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于乘客出行分布的高峰期公交線路跳站運行方法，其特征在于所述步驟五中，統(tǒng)計已經(jīng)累加的元素所對應(yīng)的行號與列號，將行號與列號合并在一起無差別統(tǒng)計；并且，當(dāng)出現(xiàn)已經(jīng)統(tǒng)計過的行號與列號時，重復(fù)的行號與列號不在重復(fù)統(tǒng)計。·
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于城市智能公交系統(tǒng)的公交站點OD獲取方法，通過對城市智能公交系統(tǒng)所提供的公交運行與乘客IC卡刷卡數(shù)據(jù)的合理處理與正確匹配，獲得乘客乘坐公交線路的站點刷卡OD矩陣。并以城市的IC卡刷卡數(shù)及公交系統(tǒng)運營收入為依據(jù)，按兩者的比例擴樣，最終獲得站點OD矩陣。本發(fā)明方法充分考慮了乘客多次刷卡及線路間換乘等情況對站點OD的影響，并能很好的處理一次IC卡刷卡出行的數(shù)據(jù)。該發(fā)明方法便于計算、實用性強，可采用計算機程序?qū)崿F(xiàn)站點OD獲取的實時化、自動化與快速化，可為城市公交線網(wǎng)優(yōu)化和規(guī)劃、公交車輛調(diào)度方案的制定提供數(shù)據(jù)支撐，對改善城市公交現(xiàn)狀具有重要意義。
文檔編號G08G1/00GK103198645SQ20131009592
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者王煒, 華雪東, 胡曉健, 趙德 申請人:東南大學(xué)