CN103198565A - 一种公交ic卡收费与客流信息采集方法 - Google Patents

Abstract

一种公交IC卡收费与客流信息采集方法，属于交通运输技术领域，通过在车载端根据乘行距离连续累计分段递减费率和累计计程的有效时间长度，上、下车两次刷卡后完成计程收费，并将乘客上车、下车的相关数据上传到信息中心；在信息中心端，针对特定线路、特定区域以及另行划定的交通小区，首先实时获取指定时间尺度下的上车客流量、下车客流量、OD客流量以及换乘客流量等数据；然后以非实时方式获取指定时间尺度下的平均乘行距离与不同乘行距离范围内的乘客比例、平均乘行时间与不同乘行时间范围内的乘客比例等数据。本发明能够在有效改善公交资源消费公平性，同时完成对公交客流信息实时采集与公交乘行特征信息连续采集，为公平收费及公交相关决策提供信息基础。

Description

一种公交IC卡收费与客流信息采集方法

技术领域

本发明属于交通运输技术领域，是一种公共交通领域中的收费与客流信息采集方法。

背景技术    

在我国大部分城市中，公共交通普遍存在不方便、不快捷、不可靠、不舒适、不经济等问题，导致了较低的服务能力和服务质量，使其在城市交通系统中的主体地位尚难以确立，客运分担率仅为10-30%，平均不足20%，中小城市甚至不足10%，普遍低于东京、巴黎、伦敦、纽约、新加坡、香港、首尔、库里蒂巴、斯德哥尔摩、莫斯科等公交发达城市的60-80%的水平。此外，在我国很多城市中，由于公共交通的尴尬处境，不但不能满足出行者需求，其自身反倒成为交通拥堵的重要成因之一，出现了公交落后与交通拥堵恶性循环的局面。

公共交通存在上述问题的原因固然可以归结为基础设施不足、线网布局不够合理、运营效率不高，但其核心是规划与运营的客流信息基础薄弱，不但严重影响了线网与站点布局的合理性，也使得已有系统的潜能难以有效发挥，致使公交服务的供给与出行需求在规模和结构上严重失衡，资源不足与浪费同时并存。

长期以来，通过入户调查、公交线路随车调查、公交站点调查等人工抽样调查是获取居民公交出行特征信息的主要方法。这种客流信息采集方法虽然比较成熟，但取得数据的成本过高、数据处理工作量大、周期长。此外，由于只能得到部分出行者在调查日期前很短一段时间内的公交出行信息，且受调查者与被调查者的主观影响较大，其调查结果难以准确体现公交出行的总体需求规模与结构和各线路日常出行需求的时空分布，更不能体现非常态下突发客流的出行需求特点，因而以此为基础的公交规划和运行调度难以满足实际出行需求，这些信息也难以为运力配置决策以及相关法律法规、管理体制、财税政策的制定提供有力支持。由于我国在交通调查体系的协调性和规范性方面与发达国家相距较大，单纯依靠这种信息获取方法所导致的公交需求与供给失衡问题更为严重。

随着信息技术的发展，出现了乘客自动计数系统，为更准确、全面地获取客流信息奠定了技术基础。这种方法通过在公交车前后门安装特定的乘客计数装置，采集公交车辆在各站点的到站时间、上车人数、下车人数和车辆载客数。根据乘客计数的原理不同，乘客自动计数系统可分为主动红外线检测、被动红外线监测、压力感应检测以及视频检测等类型。这类方法可以实时、连续地获取客流信息，但初始成本与运营成本较高，对工况条件要求也比较高，而且无法获取乘客的换乘信息，难以对枢纽站布局与设计、跨线路的协调调度提供有力的信息支持。

近年来，公交IC卡得到了广泛应用，不但有助于缓解公交行业中普遍存在的找零困难、残假币现象严重、点钞工作量大等问题，而且提高了持卡乘客的上车效率和支付的便捷性。随着持卡乘客数量的增加，公交IC卡的交易记录成为低成本获取客流信息的新途径，受到了国内外公交研究者的高度关注。

国外的公交IC卡应用较早，自上世纪80年代中期开始研究基于其收费数据的客流信息估计方法。绝大部分成果是在一票制条件下对客流信息进行的估计，主要包括用于线路发车间隔优化的线路内上车客流估计、用于线路间协调发车间隔优化的换乘客流估计、以当天首末次出发起点为基础的出行矩阵（OD矩阵）估计、针对不同持卡者类型的出发时间与上车地点分布、人均出行次数估计等。韩国首尔2004年开始改用配备有GPS（或北斗）的分段计价公交IC卡系统，到2007年有90%的公交乘客和75%的地铁乘客使用IC卡，将上下车两次刷卡的收费数据与GPS（或北斗）数据相结合，可对不同类型线路在不同时段乘客的刷卡规律、客流起终点分布、换乘客流分布、平均出行时间与距离等进行估计，进一步改善了客流信息估计的全面性和可靠性。

我国基于公交IC卡数据估计客流信息的研究始于本世纪初，与发达国家的情况类似，由于我国城市的公交IC卡系统以一票制为主，因此绝大部分成果是以一票制收费记录为基础对各类客流信息进行估计，主要包括根据公交调度计划和刷卡时间估计上车站点、根据前后连续两次刷卡上车地点估计前次下车站点（换乘点与出行终点）、根据乘客一日出行路线形成的闭合圈估计下车站点以及据此进一步估计的车客流信息，如上车客流、下车客流、站点客流、线路客流、截面客流、平均出行次数、平均出行站数、平均换乘次数、单一线路站点间出行OD、区域公交出行OD。目前只有北京等少数城市的部分公交线路实行分段计价票制，而且在其上下车两次刷卡的收费数据中还包括有准确的站点信息，以此为基础估计的公交客流信息，在指标数量和可靠度方面都有明显改善。

从总体上看，公交IC卡具有技术成熟、交易迅速、成本低廉的特点，在方便乘客支付的同时，可以减少公交车辆停站上客时间、降低公交公司零钞清点工作量和残币假币损失，并具有更全面、可靠、及时、低成本采集客流信息的巨大潜力。我国在公交规划设计与运营调度以及相关法规政策制定方面的客流信息基础非常薄弱，严重影响了公交服务质量、效率和成本的改善。因此，基于IC卡收费数据获取公交客流信息的研究受到了高度关注，以上、下车站点估计为基础，对多种客流信息的估计方法进行了有益探索。

然而，与我国提升公交吸引力、建设公交都市、缓解城市交通拥堵、引领城市可持续发展的战略目标相比，公交IC卡系统在公交优先发展中的核心作用还没有得到充分发挥，其在公交资源消费公平性和客流信息采集实时性方面的增值功能还存在巨大的提升空间，具体表现在如下两个方面。

第一，现有公交IC卡系统仅有票款支付和票款管理功能，且多在一票制条件下运行。一票制的主要成因是降低现金付费的难度，而不是IC卡技术的必然要求。在特定的历史时期，一票制在减少售票员工作量方面发挥了重要作用，但其本质是以牺牲公交资源消费的公平性为代价的，在IC卡技术日益成熟的条件下，这种票价机制既不合理，也没有必要。

第二，目前以单一票价IC卡系统的收费数据为基础，对客流信息进行估计的机制不顺、操作复杂，而且估计结果在全面性、准确性、及时性方面难以支持公交线网规划、运营调度、管理制度、补贴政策等决策的科学性和协调性。

发明内容    

本发明要解决的技术问题是提供一种公交IC卡收费与客流信息采集方法，从而为公平收费及公交相关决策提供信息基础。

本发明是公共交通信息化、智能化建设的核心功能，由硬件和软件两个部分组成。本发明是其软件部分的核心算法。为使软件部分正常运行，需要相应的硬件部分作为支撑，主要包括基于GPS（或北斗）和无线通信的公交车辆跟踪调度系统、车载自动报站系统、公交车载IC卡刷卡系统。其运作流程为：

（1）设定乘行距离连续累计分段递减费率、累计计程的有效时间长度和连续出行有效时间长度，并对所有公交线路、公交站点和公交车辆进行编码，测定站点坐标与站间距离；

（2）当特定线路的特定公交车辆到达某个站点时，由GPS（或北斗）定位系统确定站点编码和到站时刻，并传输到IC卡收费系统中；

（3）对于上车乘客，在上车刷卡时，首先记录站点编码、上车时刻；然后，判断该乘客是否符合连续计程条件，分别采用对应的费率，按照本站到本线路终点站的里程进行预收费，并从IC卡余额中扣除；最后，将线路编码、站点编码、上车时刻和扣款数额写入乘客的IC卡中，将IC卡号、线路编码、车辆编码、站点编码、上车时刻写入车载机；

（4）对于下车乘客，在下车刷卡时，记录站点编码、下车时刻、本次乘行距离以及有效累计乘行距离，写入乘客的IC卡中，并连同IC卡号一同写入车载终端中，并退还多收票款；

（5）在车辆启动平稳运行后（确保不再有乘客刷卡），将本站记录的所有数据通过无线通信系统发送到公交信息中心；

（6）在指定的一个或多个时间尺度下，对各线路、各区域的公交营业收入进行统计汇总；

（7）实时获取客流信息，在指定的一个或多个时间尺度下，针对特定线路，获取其每个站点的上车客流量、下车客流量以及站点之间的OD客流量；针对指定的某些线路，获取其各站点之间的换乘客流量；针对特定区域内的所有线路，获取其各站点的上车客流量、下车客流量以及站点之间的OD客流量；针对特定区域内的所有线路，可以按照另行划定的交通小区，获取各小区的上车客流量、下车客流量以及小区之间的OD客流量；

（8）离线获取乘行特征信息，在指定的一个或多个时间尺度下，针对特定线路或者特定区域，对满足连续出行有效时间长度要求的出行者，获取平均乘行距离以及不同出行距离区间内的出行者所占比例、平均乘行时间以及不同乘行时间区间内的出行者所占比例。

所述的这种公交IC卡收费与客流信息采集方法，主要解决了目前公交资源消费公平性较低以及公交客流信息严重缺失的问题，包括如下三个部分：

（1） 连续累计乘行距离分段计程收费方法。

（2） 公交客流信息实时采集方法。

（3） 公交乘行特征信息采集方法。

所述的连续累计乘行距离分段计程收费方法应用于车载端，根据乘行距离连续累计分段递减费率和累计计程的有效时间长度，在持卡乘客上车刷卡时，记录其乘坐线路与车辆、上车站点与时刻等数据，判断其是否符合连续计程条件，分别采用对应的费率，按照本站到终点站的里程预收票款；在其下车刷卡时，记录其下车站点与时刻、本次乘行距离以及累计有效乘行距离，按照对应的费率计算本次应付票款，退回多收的票款；在车辆启动平稳运行阶段，将上述数据传输到公交信息中心。

所述的客流信息实时采集方法和公交乘行特征信息采集方法应用于中心端，根据各公交车辆上传的数据，可以在指定的一个或多个时间尺度下（如10分钟、30分钟、1小时、1天、1周、1月、1年等），针对特定线路，获取其每个站点的上车客流量、下车客流量以及站点之间的OD客流量；针对指定的某些线路，获取其各站点之间的换乘客流量；针对特定区域内的所有线路，获取其各站点的上车客流量、下车客流量以及站点之间的OD客流量；针对特定区域内的所有线路，可以按照另行划定的交通小区，获取各小区的公交出行发生量、吸引量以及各小区之间的OD客流量；针对特定线路或者特定区域，对满足连续出行有效时间长度要求的出行者，获取平均乘行距离以及不同乘行距离区间内的出行者所占比例、平均乘行时间以及不同乘行时间区间内的出行者所占比例。

本发明的显著效果在于：一方面，实施乘行距离连续累计分段递减费率和上下车两次刷卡的计程收费方法，不但可以改善公交资源消费的公平性，而且有利于促进换乘出行，进而在更大程度上提高公交出行分担率；另一方面，在IC卡技术成熟且成本较低的情况下，与车载GPS（或北斗）系统、自动报站系统等相结合，进一步拓展公交IC卡系统的客流信息采集功能，在实现连续累计乘行距离分段计程收费的同时，全面、可靠、及时、低成本地获得乘客的出行链信息，并据此获得不同时间尺度下的线路、换乘以及区域性的客流分布数据，不但具有很高的技术先进性和经济合理性，而且对于改善公共交通的线网规划、运营调度、补贴政策、管理机制等方面决策的科学性和协调性具有显著的应用可行性。

此外，本发明所述方法均由发明人首次提出，具有显著的创新性，能够在有效改善公交资源消费公平性的同时，填补公交客流信息实时采集与公交乘行特征信息连续采集的技术空白，有利于提升我国智能化公共交通的研究与应用水平。

附图说明    

图1为连续累计乘行距离分段计程收费流程；

图2为特定线路客流数据获取流程；

图3 为特定线路之间的换乘客流数据获取流程；

图4 为特定区域内的所有线路客流数据获取流程；

图5 为另行划定的交通小区客流数据获取流程；

图6 为平均乘行距离和平均乘行时间数据获取流程。

具体实施方式

本发明是以基于GPS（或北斗）定位系统和无线通信的公交车辆跟踪调度系统、公交车自动报站系统、公交车载IC卡刷卡系统为基础设计的软件算法，其具体实施方式包括如下3个环节。

（1） 应用基础部分

①　对所有公交线路、公交站点和公交车辆进行同一编码，且具有唯一性，分别为                                                ；

②　测定同一线路上相邻站点之间的距离

；

③        设定乘行距离连续累计分段区间及相应的递减费率

、累计计程的有效时间长度T；

④      车载GPS（或北斗）定位系统和自动报站系统可以自动识别站点名称及其编码，车载IC卡收费系统能够识别IC卡的有效性，无线通信系统能够将车载数据上传到信息中心。

（2） 车载端部分

①　车载端的算法用于在线完成连续累计乘行距离分段计程收费，其工作流程如图1所示，分为上车刷卡、下车刷卡和信息发送三个环节。

②　在上车刷卡环节，对于每位上车乘客，在其刷卡时，首先记录上车站点编码s_a和上车时刻t_a(i)，按照式（1）判断该乘客是否符合连续计程条件：

其中，i为本次乘坐，a为上车标志符号； 

为每个连续累计乘行距离的起始时间，对于新持卡乘客，其值等于第一次从上车刷卡的时间，即相当于式（1）中的第一种情况；其他符号含义同前。根据式（1）的判断结果，考虑累计乘行里程

和本站到本线路终点站的里程

确定本次收费的费率

，如式（2）所示：

其中，

是指与乘行里程w对应的费率，其他符号含义同前。按照本站到本线路终点站的里程

进行预收费，收费额度

按照式（3）计算：

 将线路编码

、站点编码

、上车时刻

、本次连续累计乘行距离的起始时间

和扣款数额

写入乘客的IC卡中，将IC卡号、 线路编码

、 车辆编码

、站点编码

、上车时刻、本次连续累计乘行距离的起始时间

和扣款数额

写入车载机。

③    在下车刷卡环节，对于每位下车乘客，在其刷卡时，首先记录下车站点编码

、下车时刻

，并按照式（4）计算本次乘车实际应收票款

：

 

式中，

是本次乘车的上车站点与下车站点之间的距离，

为下车标志符号，其他符号含义同前。然后计算应退还票款

如式（5）所示：

将

退回到乘客账户余额中，其他符号含义同前。将下车时刻、实际票款

写入乘客的IC卡，将IC卡号、线路编码

、车辆编码

、下车站点编码、下车时刻

和实际票款数额写入车载机。

 ④  在信息发送环节，当公交车辆启动并平稳运行一段时间后（确保无上车刷卡），将车载机中记录的上车乘客信息、下车乘客信息通过无线通信网络发送到公交信息中心。

（3）信息中心端部分

①信息中心端的算法用于在线完成客流信息的获取和离线完成乘客出行特征信息的获取，在线部分包括特定线路客流数据获取、特定线路之间的换乘客流量获取、特定区域内的所有线路客流数据获取和另行划定的交通小区客流数据的获取，离线部分包括平均乘行距离数据获取、平均乘行时间数据以及在给定乘行距离范围和乘行时间范围内的乘客所占比例的获取；

②在特定线路客流数据获取环节，能够得到指定公交线路的客流量在时间和空间上的分布情况，工作流程如图2所示。在指定时间尺度为G的情况下，对于第g个时间段，线路r中站点

的上车人数

以及线路r中所有站点的上车人数

分别如式（6）和式（7）所示：

其中，

为在g时段、线路r中车辆v在站点

的上车刷卡人数，可由其上传的上车刷卡数据包中的IC卡号数量求和得到，其他符号含义同前。

同理，对于第g个时间段，线路r中站点

的下车人数

以及线路r中所有站点的下车人数

分别如式（8）和式（9）所示：

式中，为在g时段、线路r中车辆v在站点

的下车刷卡人数，可由其上传的下车刷卡数据包中的IC卡号数量求和得到，其他符号含义同前。

线路r的OD客流量

是指在g时段在站点下车的乘客按照其上车站点进行分类统计的结果，其计算方法如式（10）所示：

式中，

等于g时间段内车辆v在站点

下车的人数

中由站点

上车的人数之和，可由各车辆上传的下车刷卡信息及其之前上传的上车刷卡信息中的IC卡号联合统计得到，其他符号含义同前。

③  在特定线路之间的换乘客流量数据获取环节，能够得到指定公交线路之间的换乘客流数据，工作流程如图3所示。在指定时间尺度为G的情况下，在第g个时间段，对于线路r中站点

的上车乘客

，以其IC卡号

为匹配变量，按照式（1）判断的结果，如果符合连续计程条件且前后两次乘坐的非同一线路，则可作为换乘出行。

 对于符合换乘条件的IC卡号

，提取其紧前一次乘车的线路编码

及其下车站点

，然后将中符合换乘条件的乘客，按照前次乘车的下车站点

进行汇总，得到本次乘车线路中的站点换乘流量

如式（11）所示：

式中的其他符号含义同前。对于前后两次均乘坐同一线路的乘客，不作为换乘出行。

④在特定区域内的所有线路客流数据获取环节，对于区域k，首先统计其各站点的上、下车客流量

，其工作流程如图4所示。对于只有一条公交线路的车站，其结果与

和相同。但对于多条线路共用的车站，其结果分别为相应线路在本站点上、下车乘客数之和，计算方法分别如式（12）和式（13）所示。

式中的其他符号含义同前。

然后统计整个区域k的上车、下车客流量

，分别为该区域内所有站点的上车和下车流量之和，如式（14）和式（15）所示：

 式中的其他符号含义同前。

最后，统计整个区域k内的OD客流量

，是指在站点

下车的乘客数按照其本次乘车的上车站点进行的分类统计，计算方法如式（16）所示：

对于上车站点在k区域之外的乘客数量，即

的下车乘客数量，可列为“其他”类，表示从区域k之外的地点上车。

在另行划定的交通小区客流数据获取环节，在确定另行划定的交通小区数量m及其与原有线路、站点的空间隶属关系的基础上，对于交通小区

，首先统计该小区内各站点的上、下车客流量

，分别为所停靠线路在该站点的上、下车乘客数之和，其工作流程如图5所示，计算方法分别如式（17）和式（18）所示。

式中的其他符号含义同前。

然后统计各区域u的上车、下车客流量

，分别为该区域内所有站点的上车和下车流量之和，如式（19）和式（20）所示：

式中的其他符号含义同前。

最后统计各小区之间的OD客流量

，是指u小区的下车人数

分别按上车站点所在小区q（包括u小区）进行的分类统计，计算方法如式（21）所示：

在平均乘行距离和平均乘行时间数据获取获取环节，可以有两种计算方案。方案一是指持卡者首次上车刷卡后在给定的累计计程有效时间长度T内，累计乘行距离和乘行时间的平均值，其流程如图6所示，平均乘行距离

和平均乘行时间的计算方法如（22）和式（23）所示：

式中，

分别表示乘客z第i次乘行的距离和所花费的时间，

表示乘客z在本次连续累计乘行距离的起始时间，其他符号含义同前。不同乘行距离的出行者所占比例和不同乘行时间的出行者所占比例，可在设定乘行距离区间和乘行时间区间的基础上，对各区间内的刷卡出行者数量占刷卡出行者总数的比例进行分别计算。

方案二是指持卡者首次上车刷卡后在给定的累计计程有效时间长度T内，仅当其本次上车时刻与前次下车时刻之间的差值不大于某一定值时认为是连续出行，其流程是在图6的基础上，增加

的判断，对于不满足该条件者，认为是一次新的出行，参与费率折扣，但不参与平均乘行距离和平均乘行时间的计算，此时，平均乘行距离

和平均乘行时间的计算方法如（24）和式（25）所示：

 式中，其他符号含义同前。不同乘行距离的出行者所占比例和不同乘行时间的出行者所占比例的计算方法与方案一相同。

Claims (4)

1.一种公交IC卡收费与客流信息采集方法，其特征在于由以下步骤实现：

（1）设定乘行距离连续累计分段递减费率、累计计程的有效时间长度和连续出行有效时间长度，并对所有公交线路、公交站点和公交车辆进行编码，测定站点坐标与站间距离；

（2）当特定线路的特定公交车辆到达某个站点时，由定位系统确定站点编码和到站时刻，并传输到IC卡收费系统中；

（3）对于上车乘客，在上车刷卡时，首先记录站点编码、上车时刻；然后，判断该乘客是否符合连续计程条件，分别采用对应的费率，按照本站到本线路终点站的里程进行预收费，并从IC卡余额中扣除；最后，将线路编码、站点编码、上车时刻和扣款数额写入乘客的IC卡中，将IC卡号、线路编码、车辆编码、站点编码、上车时刻写入车载机；

（4）对于下车乘客，在下车刷卡时，记录站点编码、下车时刻、本次乘行距离以及有效累计乘行距离，写入乘客的IC卡中，并连同IC卡号一同写入车载终端中，并退还多收票款；

（5）在车辆启动平稳运行后，将本站记录的所有数据通过无线通信系统发送到公交信息中心；

（6）在指定的一个或多个时间尺度下，对各线路、各区域的公交营业收入进行统计汇总；

（7）实时获取客流信息，在指定的一个或多个时间尺度下，针对特定线路，获取其每个站点的上车客流量、下车客流量以及站点之间的OD客流量；针对指定的某些线路，获取其各站点之间的换乘客流量；针对特定区域内的所有线路，获取其各站点的上车客流量、下车客流量以及站点之间的OD客流量；针对特定区域内的所有线路，可以按照另行划定的交通小区，获取各小区的上车客流量、下车客流量以及小区之间的OD客流量；

（8）离线获取乘行特征信息，在指定的一个或多个时间尺度下，针对特定线路或者特定区域，对满足连续出行有效时间长度要求的出行者，获取平均乘行距离以及不同出行距离区间内的出行者所占比例、平均乘行时间以及不同乘行时间区间内的出行者所占比例。

2.根据权利要求1所述的公交IC卡收费与客流信息采集方法，其特征在于：对所有公交线路、公交站点和公交车辆进行同一编码，且具有唯一性，分别为                                                

；测定同一线路上相邻站点之间的距离

；设定乘行距离连续累计分段区间

及相应的递减费率、累计计程的有效时间长度T；车载GPS（或北斗）定位系统和自动报站系统可以自动识别站点名称及其编码，车载IC卡收费系统能够识别IC卡的有效性，无线通信系统能够将车载数据上传到信息中心。

3.根据权利要求1所述的公交IC卡收费与客流信息采集方法，其特征在于：车载端的算法用于在线完成连续累计乘行距离分段计程收费，分为上车刷卡、下车刷卡和信息发送三个环节：

（1）在上车刷卡环节，对于每位上车乘客，在其刷卡时，首先记录上车站点编码

和上车时刻，按照式（1）判断该乘客是否符合连续计程条件：

其中，i为本次乘坐，a为上车标志符号； 

为每个连续累计乘行距离的起始时间，对于新持卡乘客，其值等于第一次从上车刷卡的时间，即相当于式（1）中的第一种情况；其他符号含义同前，根据式（1）的判断结果，考虑累计乘行里程和本站到本线路终点站的里程

确定本次收费的费率

，如式（2）所示：

其中，

是指与乘行里程w对应的费率，其他符号含义同前，按照本站到本线路终点站的里程

进行预收费，收费额度

按照式（3）计算：

 将线路编码、站点编码

、上车时刻

、本次连续累计乘行距离的起始时间

和扣款数额写入乘客的IC卡中，将IC卡号

、 线路编码、 车辆编码

、站点编码

、上车时刻

、本次连续累计乘行距离的起始时间

和扣款数额

写入车载机；

（2）在下车刷卡环节，对于每位下车乘客，在其刷卡时，首先记录下车站点编码

、下车时刻，并按照式（4）计算本次乘车实际应收票款

：

 

式中，

是本次乘车的上车站点与下车站点之间的距离，为下车标志符号，其他符号含义同前，然后计算应退还票款

如式（5）所示：

将

退回到乘客账户余额中，其他符号含义同前，将下车时刻

、实际票款

写入乘客的IC卡，将IC卡号

、线路编码、车辆编码

、下车站点编码、下车时刻

和实际票款数额写入车载机；

（3）在信息发送环节，当公交车辆启动并平稳运行一段时间后，将车载机中记录的上车乘客信息、下车乘客信息通过无线通信网络发送到公交信息中心。

4. 根据权利要求1所述的公交IC卡收费与客流信息采集方法，其特征在于：

（1）信息中心端的方法用于在线完成客流信息的获取和离线完成乘客出行特征信息的获取，在线部分包括特定线路客流数据获取、特定线路之间的换乘客流量获取、特定区域内的所有线路客流数据获取和另行划定的交通小区客流数据的获取，离线部分包括平均乘行距离数据获取、平均乘行时间数据以及在给定乘行距离范围和乘行时间范围内的乘客所占比例的获取；

（2）在特定线路客流数据获取环节，能够得到指定公交线路的客流量在时间和空间上的分布情况，在指定时间尺度为G的情况下，对于第g个时间段，线路r中站点的上车人数

以及线路r中所有站点的上车人数

分别如式（6）和式（7）所示：

其中，

为在g时段、线路r中车辆v在站点

的上车刷卡人数，可由其上传的上车刷卡数据包中的IC卡号数量求和得到；

同理，对于第g个时间段，线路r中站点

的下车人数以及线路r中所有站点的下车人数

分别如式（8）和式（9）所示：

式中，

为在g时段、线路r中车辆v在站点

的下车刷卡人数，可由其上传的下车刷卡数据包中的IC卡号数量求和得到； 

 线路r的OD客流量

是指在g时段在站点

下车的乘客按照其上车站点进行分类统计的结果，其计算方法如式（10）所示：

式中，

等于g时间段内车辆v在站点

下车的人数

中由站点

上车的人数之和，可由各车辆上传的下车刷卡信息及其之前上传的上车刷卡信息中的IC卡号联合统计得到；

（3）在特定线路之间的换乘客流量数据获取环节，能够得到指定公交线路之间的换乘客流数据，在指定时间尺度为G的情况下，在第g个时间段，对于线路r中站点

的上车乘客

，以其IC卡号

为匹配变量，按照式（1）判断的结果，如果符合连续计程条件且前后两次乘坐的非同一线路，则可作为换乘出行；

对于符合换乘条件的IC卡号，提取其紧前一次乘车的线路编码

及其下车站点

，然后将

中符合换乘条件的乘客，按照前次乘车的下车站点

进行汇总，得到本次乘车线路中的站点换乘流量

如式（11）所示：

式中的其他符号含义同前，对于前后两次均乘坐同一线路的乘客，不作为换乘出行；

（4）在特定区域内的所有线路客流数据获取环节，对于区域k，首先统计其各站点的上、下车客流量

，对于只有一条公交线路的车站，其结果与

和

相同，但对于多条线路共用的车站，其结果分别为相应线路在本站点上、下车乘客数之和，计算方法分别如式（12）和式（13）所示：

然后统计整个区域k的上车、下车客流量

，分别为该区域内所有站点的上车和下车流量之和，如式（14）和式（15）所示：

最后，统计整个区域k内的OD客流量，是指在站点

下车的乘客数

按照其本次乘车的上车站点进行的分类统计，计算方法如式（16）所示：

对于上车站点在k区域之外的乘客数量，即

的下车乘客数量，可列为“其他”类，表示从区域k之外的地点上车；

（5）在另行划定的交通小区客流数据获取环节，在确定另行划定的交通小区数量m及其与原有线路、站点的空间隶属关系的基础上，对于交通小区，首先统计该小区内各站点的上、下车客流量

，分别为所停靠线路在该站点的上、下车乘客数之和，其工作流程如图5所示，计算方法分别如式（17）和式（18）所示：

然后统计各区域u的上车、下车客流量，分别为该区域内所有站点的上车和下车流量之和，如式（19）和式（20）所示：

最后统计各小区之间的OD客流量

，是指u小区的下车人数

分别按上车站点所在小区q（包括u小区）进行的分类统计，计算方法如式（21）所示：

（6）在平均乘行距离和平均乘行时间数据获取获取环节，有两种计算方案，方案一是指持卡者首次上车刷卡后在给定的累计计程有效时间长度T内，累计乘行距离和乘行时间的平均值，平均乘行距离

和平均乘行时间的计算方法如（22）和式（23）所示：

式中，分别表示乘客z第i次乘行的距离和所花费的时间，

表示乘客z在本次连续累计乘行距离的起始时间，其他符号含义同前，不同乘行距离的出行者所占比例和不同乘行时间的出行者所占比例，可在设定乘行距离区间和乘行时间区间的基础上，对各区间内的刷卡出行者数量占刷卡出行者总数的比例进行分别计算；

方案二是指持卡者首次上车刷卡后在给定的累计计程有效时间长度T内，仅当其本次上车时刻与前次下车时刻之间的差值不大于某一定值

时认为是连续出行，增加

的判断，对于不满足该条件者，认为是一次新的出行，参与费率折扣，但不参与平均乘行距离和平均乘行时间的计算，此时，平均乘行距离

和平均乘行时间

的计算方法如（24）和式（25）所示：

。

Images