CN102737500A - 一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对发车频率小于30min的常规公交线路，提出一种城市公交车辆到达间隔可靠性获取方法本方法。在对公交车辆到达间隔可靠性定义的过程中，融合了现有可靠性的多种定义特点，利用分段计算方法确定不同到达间隔下站点公交车辆行车可靠性，通过计划到达间隔、流量大小等确定不同车辆、不同站点、不同线路的可靠性权重值，分别提出基于站点层面、线路层面和网络层面的公交到达间隔可靠性指标计算方法。本发明所建立的到达间隔可靠性改进获取方法不但能够较好的克服现有到达间隔可靠性指标获取方法的不足之处，而且操作简单，计算结果合理，能够反映公交实际的行车特征，具有较高的实用价值。

Description

一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法

技术领域

本发明涉及一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法。

背景技术

城市公交车辆运输可靠性指在一定的服务水平下，公交车辆在规定时间内将乘客安全、舒适运送到目的地的概率，是衡量城市常规公交服务质量和运行情况的重要指标。可靠性影响乘客的总体出行时间、站台等待时间、乘客每天到达目的地的时间一致性，可靠性在乘客出行方式和出行路径的选择过程中起到重要作用。

目前，国外相关研究探讨了用准点率、出发间隔可靠性、到达间隔可靠性、延误可靠性等不同指标来分析公交车辆运输可靠性的方法，并利用先进的AVL数据和GPS数据对指标进行比较分析，获得了大量有价值的研究成果。但国内仍主要采用准点率指标，公交运输可靠性的深入研究处于起步阶段。

经发明人长期研究发现，对于发车频率较低、发车间隔大于30min的城市常规公交线路，准点率指标更加适合应用在可靠性评价中。针对发车频率相对较高、没有中间站点运行时刻表的公交线路，基于到达间隔的可靠性指标可以更好地评价这类公交线路的运行特征。然而现有研究提出的到达间隔可靠性指标都存在一些问题，例如指标值会出现小于0和大于1的情况，这和可靠性指标的定义要求有很大冲突；缺乏分层评价指标，很难满足公交运营评价的要求。

发明内容

技术问题：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明针对发车频率小于30min的常规公交线路，提出一种城市公交车辆到达间隔可靠性获取方法本方法。在对公交车辆到达间隔可靠性定义的过程中，融合了现有可靠性的多种定义特点，利用分段计算方法确定不同到达间隔下站点公交车辆行车可靠性，通过计划到达间隔、流量大小等确定不同车辆、不同站点、不同线路的可靠性权重值，分别提出基于站点层面、线路层面和网络层面的公交到达间隔可靠性指标计算方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明基于到达间隔的公交可靠性获得方法为：

一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，针对发车间隔小于30min的公交线路，其具体步骤为：

步骤11：获取参数，包括公交车辆的计划到达间隔H_ijkm、每个站点车辆的到站时间t_ijkm及该站点上车乘客数q_ijkm，计算各个时段公交车辆的到站时间间隔h_ijkm，其中，i为站点编号，j为线路编号，k为时段编号，m为车辆编号，获取参数的方式通过人工调查(公交随车调查或站点调查)，或利用AVL数据和GPS数据；

步骤12：设置评价指标参数ε1_ijkm、ε2_ijkm、ε3_ijkm的控制阀值，其中，ε1_ijkm为车辆正常行驶到达间隔波动下限，ε2_ijkm为车辆正常行驶到达间隔波动上限，ε3_ijkm为乘客或运营部门能够忍受的最大间隔上限；

步骤13：根据计划到达间隔H_ijkm和实际到达间隔h_ijkm的差异，获得各辆公交车辆到达间隔可靠性HRB_ijkm；

步骤14：根据各辆车在各站点的上车乘客数q_ijkm和所有车辆上车乘客的总流量Q_ijk，得到每辆车的可靠性权重和基于站点的到达间隔可靠性HRS_ijk；

步骤15：根据各辆车在各站点的上车乘客数q_ijkm和线路总流量Q_jk，得到每个站点的可靠性权重和基于线路的到达间隔可靠性HRL_jk；

步骤16：根据各条线路在k时段的流量Q_jk和线路总流量Q_k，得到每条线路的可靠性权重和基于线网的到达间隔可靠性HRN_k。

进一步地，所述步骤11包括：

步骤21：将测试时间划分为K个时段，k∈K，针对线路j，将测得的第k个时段内第m辆车到达每个站点i的时间记录为t_ijkm；

步骤22：如果不存在串车，有t_ijkm＞t_ijk(m-1)；如果存在串车t_ijkm＜t_ijk(m-1)，则tt＝t_ijk(m-1)，t_ijk(m-1)＝t_ijkm，t_ijkm＝tt，tt为临时变量，对所有的t_ijkm进行检验，直到所有的t_ijkm都满足t_ijkm＞t_ijk(m-1)；其中，m∈M，M为k时段内所有车辆的集合，这里所述的串车是指超车即后号的车超到了前号车的前面；

步骤23：根据车辆到达站点的时间序列{t_ijkm}，代入公式h_ijkm＝t_ijkm-t_ijk(m-1)得到各个时段公交车辆的到站时间间隔即到达间隔h_ijkm。

进一步地，所述步骤12包括：

当0＜H_ijkm≤10min时，令ε1_ijkm＝0.5H_ijkm～0.8H_ijkm，ε2_ijkm＝1.5H_ijkm～1.8H_ijkm，ε3_ijkm＝2.5H_ijkm～3.0H_ijkm；当10min＜H_ijkm≤30min，令ε1_ijkm＝0.7H_ijkm～0.8H_ijkm，ε2_ijm＝1.3H_ijkm～1.6H_ijkm，ε3_ijkm＝2.0H_ijkm～2.5H_ijkm。

进一步地，所述步骤13包括：

当h_ijkm∈[ε1_ijkm，ε2_ijkm)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性HRB_ijkm＝1；当h_ijkm∈[ε3_ijkm，∞)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性HRB_ijkm＝0；当h_ijkm∈[ε2_ijkm，ε3_ijkm)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性

当h_ijkm∈[0，ε1_ijkm)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性 ${\mathrm{HRB}}_{\mathrm{ijkm}}=1-\frac{H_{\mathrm{ijkm}}-h_{\mathrm{ijkm}}}{{\mathrm{\ϵ}3}_{\mathrm{ijkm}}-H_{\mathrm{ijkm}}}.$

进一步地，所述步骤14包括：

步骤51：将站点上车乘客数q_ijkm代入公式Q_ijk＝∑_m q_ijkm得到第j条线路第i个站点在k时段计划间隔内的所有车辆上车乘客的总流量Q_ijk；

步骤52：假设乘客到达均匀分布，根据公式

计算在车辆按照计划到达间隔H_ijkm到站时，第i个站点在k时段内计划间隔内的到站流量

步骤53：根据公式获得每辆车的可靠性权重α_ijkm；

步骤54：根据公式HRS_ijk＝∑_mα_ijkm HRB_ijkm获得基于站点的到达间隔可靠性HRS_ijk。

进一步地，所述步骤15包括：

步骤61：根据公式Q_jk＝∑_i Q_ijk计算第j条线路各个站点在k时段计划间隔内的乘客总流量Q_jk；

步骤62：根据公式计算出各个站点的可靠性权重α_ijk；

步骤63：根据公式HRL_jk＝∑_iα_ijkHRS_ijk计算出基于线路的到达间隔可靠性HRL_jk。

进一步地，所述步骤16包括：

步骤71：根据公式Q_k＝∑_jQ_jk计算线网在k时段计划间隔内的乘客总流量Q_k；

步骤72：根据公式

计算出各个路线的可靠性权重α_jk；

步骤73：根据公式

计算出基于线网的到达间隔可靠性为HRN_k。

有益效果：

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明将公交车辆到达间隔可靠性方法通过分段定义，消除了以往定义导致到达间隔可靠性计算值小于0或大于1的可能性，大大地提高了到达间隔可靠性的准确性。

本发明提出了针对站点、线路、网络不同层面的评价指标计算方法，通过不同车辆、不同站点、不同线路客流量的不同权重值，体现可靠性指标的合理性。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明做进一步说明：

由于城市公交车辆到达间隔可靠性计算需要较多的参数，在此，对其进行详细说明：

A、城市公交车辆到达间隔可靠性计算方法前期参数确定

a.根据评价要求确定评价对象的范围，包括站点集合、线路集合、时段集合、以及车辆集合(i∈I，j∈J，k∈K，m∈M)，这里的时段主要是针对一天当中的不同时段，例如高峰时段、平峰时段或其他划分方式；

b.根据评价范围搜集行车计划相关数据和信息，主要是计划到达间隔H_ijkm；

c.建立评价日期评价时段的城市公交车辆到达间隔数据源，通过人工调查(公交随车调查或站点调查)，或利用AVL数据和GPS数据，获得公交车辆在每个站点的到站时间t_ijkm及该站点上车乘客数q_ijkm，对公交车辆在每个站点的到站时间t_ijkm进行排序，用于计算相邻车辆到站时间间隔h_ijkm。

B、评价计算关键阈值指标的确定

对于不同的计划到达间隔H_ijkm，综合考虑乘客等待时间承受能力及运营者对于车辆运行不准确的忍受程度，确定可靠性的三个考察临界点参数ε1_ijkm、ε2_ijkm、ε3_ijkm。这三个参数可以参照本发明推荐的取值范围进行取值，也可以在不同的行间隔、不同的服务水平下根据运营者管理需求灵活调整。

C、站点到达间隔可靠性计算中不同车辆的可靠性权重的确定

由于车辆运行是波动的，测得各辆车在各站点的上车乘客数q_ijkm受实际的到达间隔影响较大，不能够体现车辆严格按照到达间隔H_ijkm到站时所应服务的乘客上客量假设乘客到达均匀分布，则有

在此考虑将第i个站点在k时段内计划间隔内的到站流量

与所有车辆上车乘客的总流量Q_ijk的比值作为体现不同间隔车辆的可靠性权重α_ijkm。假设乘客在k时段内均匀到达公交站台，则该权重为

认为不同车辆的权重仅与计划发车间隔相关。

D、站点的可靠性权重及线路的可靠性权重的确定

同样的，同一条线路不同站点的重要性不同，不同线路之间的重要性也有所区别，为了在可靠性定义中体现这样的差别，根据站点流量的不同和线路间流量的不同，分别定义流量比的可靠性权重，使得可靠性的计算更为合理。站点的可靠性权重为

线路的可靠性权重为

其中Q_jk＝∑_i Q_ijk，Q_k＝jQ_jk。

E、，分层次评价指标的确定

根据上述确定的各项比重可以得到分层次评价指标：

基于站点的到达间隔可靠性为HRS_ijk， ${\mathrm{HRS}}_{\mathrm{ijk}}={\mathrm{\Σ}}_m\frac{H_{\mathrm{ijkm}}}{{\mathrm{\Σ}}_m{H}_{\mathrm{ijkm}}}{\mathrm{HRB}}_{\mathrm{ijkm}}=$ ${\mathrm{\Σ}}_m{\mathrm{\α}}_{\mathrm{ijkm}}{\mathrm{HRB}}_{\mathrm{ijkm}};$

基于线路的到达间隔可靠性为HRL_jk，

基于线网的到达间隔可靠性为HRN_k，

Claims (7)

1.一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的万法，其特征在于：针对发车间隔小于30min的公交线路，其具体步骤为：

步骤11：获取参数，包括公交车辆的计划到达间隔H_ijkm、每个站点车辆的到站时间t_ijkm及该站点上车乘客数q_ijkm，计算各个时段公交车辆的到站时间间隔h_ijkm，其中，i为站点编号，j为线路编号，k为时段编号，m为车辆编号；

步骤12：设置评价指标参数ε1_ijkm、ε2_ijkm、ε3_ijkm的控制阀值，其中，ε1_ijkm为车辆正常行驶到达间隔波动下限，ε2_ijkm为车辆正常行驶到达间隔波动上限，ε3_ijkm为乘客或运营部门能够忍受的最大间隔上限；

步骤13：根据计划到达间隔H_ijkm和实际到达间隔h_ijkm的差异，获得各辆公交车辆到达间隔可靠性HRB_ijkm；

步骤14：根据各辆车在各站点的上车乘客数q_ijkm和所有车辆上车乘客的总流量Q_ijk，得到每辆车的可靠性权重和基于站点的到达间隔可靠性HRS_ijk；

步骤15：根据各辆车在各站点的上车乘客数q_ijkm和线路总流量Q_jk，得到每个站点的可靠性权重和基于线路的到达间隔可靠性HRL_jk；

步骤16：根据各条线路在k时段的流量Q_jk和线路总流量Q_k，得到每条线路的可靠性权重和基于线网的到达间隔可靠性HRN_k。

2.根据权利要求1所述的一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，其特征在于：所述步骤11包括：

步骤21：将测试时间划分为K个时段，k∈K，针对线路j，将测得的第k个时段内第m辆车到达每个站点i的时间记录为t_ijkm；

步骤22：如果不存在串车，有t_ijkm＞t_ijk(m-1)；如果存在串车t_ijkm＜t_ijk(m-1)，则tt＝t_ijk(m-1)，t_ijk(m-1)＝t_ijkm，t_ijkm＝tt，tt为临时变量，对所有的t_ijkm进行检验，直到所有的t_ijkm都满足t_ijkm＞t_ijk(m-1)其中，m∈M，M为k时段内所有车辆的集合；

步骤23：根据车辆到达站点的时间序列{t_ijkm}，代入公式h_ijkm＝t_ijkm-t_ijk(m-1)得到各个时段公交车辆的到站时间间隔即到达间隔h_ijkm。

3.根据权利要求2所述的一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，其特征在于：所述步骤12包括：

当0＜H_ijkm≤10min时，令ε1_ijkm＝0.5H_ijkm～0.8H_ijkm，ε2_ijkm＝1.5H_ijkm～1.8H_ijkm，ε3_ijkm＝2.5H_ijkm～3.0H_ijkm；当10min＜H_ijkm≤30min，令ε1_ijkm＝0.7H_ijkm～0.8H_ijkm，ε2_ijm＝1.3H_ijkm～1.6H_ijkm，ε3_ijkm＝2.0H_ijkm～2.5H_ijkm。

4.根据权利要求3所述的一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，其特征在于：所述步骤13包括：

当h_ijkm∈[ε1_ijkm，ε2_ijkm)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性HRB_ijkm＝1；当h_ijkm∈[ε3_ijkm，∞)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性HRB_ijkm＝0；当h_ijkm∈[ε2_ijkm，ε3_ijkm)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性

当h_ijkm∈[0，ε1ijkm)，定义各辆公交车辆到达间隔的可靠性 ${\mathrm{HRB}}_{\mathrm{ijkm}}=1-\frac{H_{\mathrm{ijkm}}-h_{\mathrm{ijkm}}}{{\mathrm{\ϵ}3}_{\mathrm{ijkm}}-H_{\mathrm{ijkm}}}.$

5.根据权利要求4所述的一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，其特征在于：所述步骤14包括：

步骤51：将站点上车乘客数q_ijkm代入公式Q_ijk＝∑_m q_ijkm得到第j条线路第i个站点在k时段计划间隔内的所有车辆上车乘客的总流量Q_ijk；

步骤52：假设乘客到达均匀分布，根据公式计算在车辆按照计划到达间隔H_ijkm到站时，第i个站点在k时段内计划间隔内的到站流量

步骤53：根据公式

获得每辆车的可靠性权重α_ijkm；

步骤54：根据公式HRS_ijk＝∑_m α_ijkm HRB_ijkm获得基于站点的到达间隔可靠性HRS_ijk。

6.根据权利要求5所述的一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，其特征在于：所述步骤15包括：

步骤61：根据公式

计算第j条线路各个站点在k时段计划间隔内的乘客总流量Q_jk；

步骤62：根据公式

计算出各个站点的可靠性权重α_ijk；

步骤63：根据公式HRL_jk＝∑_iα_ijk HRS_ijk计算出基于线路的到达间隔可靠性HRL_jk。

7.根据权利要求6所述的一种获取城市公交车辆到达间隔可靠性的方法，其特征在于：所述步骤16包括：

步骤71：根据公式Q_k＝∑_jQ_jk计算线网在k时段计划间隔内的乘客总流量Q_k；

步骤72：根据公式

计算出各个路线的可靠性权重α_jk；

步骤73：根据公式

计算出基于线网的到达间隔可靠性为HRN_k。

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