CN106529754A - 基于大数据分析的出租车运营情况评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，包括出租车运营状态指标评估和车辆路网流动服务质量评估，出租车运营状态指标评估包括单车运营情况评估和出租车企业运营情况评估，车辆路网流动服务质量评估包括出租车时空可用性评估和出租车路网运行通达性评估；该方法以出租车车载设备采集的GPS定位运行数据以及包含出租车载客订单在内的车辆运营数据为基础，采用大数据处理手段，对出租车运营情况以及在路网为乘客提供的流动性服务水平进行评估，以多维度的评估指标以及直观的展示方式对出租车的运营状况进行评价。城市路网出租车通达性地图亦对出租车的空间调配提供参考，同时为出租车运营成本分析提供数据支撑。

Description

基于大数据分析的出租车运营情况评估方法

技术领域

本发明涉及一种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法。

背景技术

出租车作为当前重要的居民出行工具，其行业发展直接影响到城市经济发展、道路交通秩序、居民生活质量。因而，规范出租车市场、采用精细化的出租车管理手段对于出租车市场健康发展具有重要意义。目前，智能化的出租车运营监管手段众多，众多城市的出租车均配备有车载的定位设备以及智能的计价设备，车载设备能够采集海量的出租车运营、运行数据，然而当前这些信息资源尚缺乏有效的深入挖掘和利用；出租车运营与多方相关，包括出租车驾驶员、出租车运输企业、打车乘客以及为提供出租车运行环境的城市道路交通系统，从以上几个角度进行分析均能够反映出租车市场的运营情况，然而当前亦缺乏全面的出租车运营评价方法；目前出租车市场仍大多采用较为粗犷的管理方法，出租车的运力投入、管理费用的征收等均缺乏出租车运营数据的支持。

综上所述，如何充分利用现有的出租车运营相关信息资源，为出租车运输管理部门提供精细化的出租车运营情况评价体系对于提高出租车管理水平具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法及系统，以出租车车载设备采集的定位数据、运营数据为基础，通过数据处理手段提取能够反映出租车运营情况的数据与指标，为出租车管理单位提供决策的支撑数据，解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，包括出租车运营状态指标评估和车辆路网流动服务质量评估，出租车运营状态指标评估包括单车运营情况评估和出租车企业运营情况评估，车辆路网流动服务质量评估包括出租车时空可用性评估和出租车路网运行通达性评估；

单车运营情况评估：基于出租车车载设备的车辆运行定位记录以及计费设备数据，通过数据处理对单车业务量进行统计，并对单车工作效率及收入水平进行分析；

出租车企业运营情况评估：对出租车企业的总体运营情况进行统计；以出租车企业内所有运营车辆在统计时段内每日的业务量指标、日工作效率、收入水平指标的统计结果为基础，对企业的总体业务量、平均效率、总体收入水平进行分析；

出租车时空可用性评估：对全路网的出租车时空分布情况以及相应时空维度上打车用户的乘车需求进行分析，从二者的匹配程度角度对出租车服务时空可用性进行评估；

出租车路网运行通达性评估：对路网的出租车行程时间进行分析，评估城市路网中出租车运行通达性。

进一步地，出租车时空可用性评估具体为：

S31、以路段为空间分析单元，对城市路网各路段进行编号，从出租车车载设备记录的车辆运行数据中提取GPS轨迹数据，通过地图匹配，将各车辆的所有GPS定位记录与路段编号进行关联，生成包含定位时间、定位路段、车辆可用状态在内的出租车空间分布信息列表；其中，车辆可用状态包括上车、下车、空车；

S32、选取评估短时段，根据定位时间将出租车空间分布信息进行时间汇集，对各评估时段内各路段内出现的出租车上车车次数、下车车次数、空车车次数进行统计，生成时空分析单元下的出租车可用状态分析结果；

S33、出租车时空可用性分析：通过统计给定的路段和时间段上可用的出租车车次数量对车辆时空可用性进行分析，可用的出租车指路段上能够为乘客提供搭载服务的车，包括空车以及存在上、下客行为的车辆；

S34、出租车时空匹配率评估：评估路段上出租车用户的在某时段内的总体乘车需求与车辆在相应时空范围内的实际供应量的匹配性，衡量出租车的时空分布合理性。

进一步地，步骤S33具体为：

S331、以步骤S32生成的时空分析单元下的出租车可用状态分析结果为基础，对评估路段在分析时段内的累积可用车次进行统计，计算公式为其中，分别为路段i在时间单元j内的出租车上车车次数、下车车次数、空车车次数；

S332、将路段可用车次进行归一化，计算每百米的可用车次数，路段i在时间单元j内的每百米可用车次数计算公式为其中L_i为路段i的长度，单位为米；基于M_i，统计频数分布情况，评估区域整体出租车时空可用性。

进一步地，步骤S34具体为：

S341、匹配率的计算公式为 分别为路段i在时间单元j内的出租车上车车次数以及可用车辆数，计算各时空分析单元的匹配率；

S342、基于分析单元匹配率，统计匹配率频数分布，评估区域整体出租车时空匹配率情况。

5、如权利要求1-4任一项所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法及系统，其特征在于，出租车路网运行通达性评估具体为：

S41、对城市路网进行网格化划分并编号，选取某一格作为分析目的地T；

S42、从车载设备中获取车辆在分析时段内的GPS定位记录，从中筛选出在T区内存在定位记录的车辆及其在分析时段内的所有去往T区的轨迹记录，计算从其他区域去往T区的行程时间；

S43、确定行程时间分级阈值，据此绘制出租车路网行程时间热力图，直观显示路网出租车行驶通达性。

进一步地，单车运营情况评估中：

业务量统计：选择统计时段，从评估车辆的车载设备记录的车辆运行数据中提取统计时段内每日车辆GPS定位轨迹数据、定位数据采集时刻，从车载设备记录的出租车运营数据中提取车辆的载客订单数据，以数据为基础，获得评估车辆的日行驶里程、日载客里程、日行驶时间、日载客时间、日载客业务量，以统计时段内每日的业务量指标为样本，计算各指标的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

工作效率评估：根据业务量统计结果，分析统计评估对象的工作效率，具体为：日工作效率＝日载客时间/日行驶时间，以统计时段内每日的工作效率为统计样本，计算对应的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

收入水平分析：从载客订单数据中提取订单收入数据，对统计日的总收入以及每小时的平均收入进行统计，其中每小时平均收入＝日总收入/日行驶时间；以统计时段内每日的总收入、小时平均收入为统计样本，计算对应的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值。

进一步地，出租车企业运营情况评估中：

业务量统计，提取评估企业的所有车辆在统计日期内的运营数据，对出租车的日载客里程、日载客时间、日业务量进行统计，在此基础上，计算企业的累计日载客里程、平均日载客时间、日业务总量以及日活跃出租车；以统计时段内每日的企业业务量指标为统计样本，计算对应指标的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

工作效率评估，根据业务量的统计结果，对企业的总体工作效率进行统计，计算每日的车辆平均工作效率，以统计时段内每日的车辆平均工作效率为统计样本，计算统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

收入水平分析，提取分析时段内的评估企业所有车辆的运营收入记录，计算每日的企业总收入以及小时平均收入；其中，小时平均收入＝总收入/车均活跃时间＝总收入/(∑车行驶时间/活跃车辆数)，以统计时段内每日的企业收入指标为统计样本，计算对应指标的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值。

本发明的有益效果是：该种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法及系统，以出租车车载设备采集的GPS定位运行数据以及包含出租车载客订单在内的车辆运营数据为基础，采用大数据处理手段，对出租车运营情况以及在路网为乘客提供的流动性服务水平进行评估，以多维度的评估指标以及直观的展示方式对出租车的运营状况进行评价，为出租车企业、政府管理部门对于出租车的管理提供数据支持，通过本方法获得的各类评价指标能够为出租车投入量分析、出租车市场饱和状况、出租车实时调配等出租车管理工作提供有力且可靠的支撑。

附图说明

图1是本发明实施例基于大数据分析的出租车运营情况评估系统的说明示意图。

图2是实施例中出租车时空可用性评估的流程示意图。

图3是实施例中出租车路网运行通达性评估的流程示意图。

图4是实施例中统计时段内每日的企业活跃车辆数统计结果的示意图。

图5是实施例中四条主干道路段划分及编号情况的说明示意图。

图6是实施例中对匹配率数据进行频数统计后绘制频数分布的结构示意图。

图7是实施例中基于行程时间的通达热力图，其中，(a)是网格间行程时间，(b)是基于行程时间的区域通达性热力图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

实施例的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法及系统，以海量的出租车运行数据、营运数据为基础，从出租车运营状态以及路网流动服务质量两个方面对出租车运营情况进行评估；出租车运营状态评估以单车、企业为评估对象，分别进行业务量分析、工作效率评估、收入水平统计；出租车辆在路网的流动服务质量评估则是基于出租车动态的行驶数据对车辆时空可用性以及路网运行通达性进行分析。

一种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，包括出租车运营状态指标评估和车辆路网流动服务质量评估，出租车运营状态指标评估包括单车运营情况评估和出租车企业运营情况评估，车辆路网流动服务质量评估包括出租车时空可用性评估和出租车路网运行通达性评估。

对于出租车单车运营情况的评估是基于出租车车载设备的车辆运行定位记录以及计费设备数据，通过数据处理对单车业务量进行统计，并对单车工作效率及收入水平进行分析。具体地，评估内容以及对应的评估实现方法如下：

业务量统计，选择统计时段，从评估车辆的车载设备记录的车辆运行数据中提取统计时段内每日车辆GPS定位轨迹数据、定位数据采集时刻，从车载设备记录的出租车运营数据中提取车辆的载客订单数据，以数据为基础，获得评估车辆的日行驶里程、日载客里程、日行驶时间、日载客时间、日载客业务量，以统计时段内每日的业务量指标为样本，计算各指标的均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

工作效率评估，根据业务量统计结果，分析统计评估对象的工作效率：日工作效率＝日载客时间/日行驶时间，以统计时段内每日的工作效率为统计样本，计算均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

收入水平分析，从载客订单数据中提取订单收入数据，对统计日的总收入以及每小时的平均收入进行统计，其中每小时平均收入＝日总收入/日行驶时间；以统计时段内每日的总收入、小时平均收入为统计样本，计算对应的均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

出租车企业的运营情况评估数据，对出租车企业的总体运营情况进行统计；以出租车企业内所有运营车辆在统计时段内每日的业务量指标、日工作效率、收入水平指标的统计结果为基础，对企业的总体业务量、平均效率、总体收入水平进行分析：

业务量统计，提取评估企业的所有车辆在统计日期内的运营数据，对单车的日载客里程、日载客时间、日业务量进行统计，在此基础上，计算企业的日日载客里程、日载客时间、日业务总量以及日活跃出租车；以统计时段内每日的企业业务量指标为统计样本，计算对应指标的均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

工作效率评估，根据企业业务量的统计结果，对企业的总体工作效率进行统计，计算每日的车辆平均工作效率，以统计时段内每日的车辆平均工作效率为统计样本，计算均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

收入水平分析，提取分析时段内的评估企业所有车辆的运营收入记录，计算每日的企业总收入以及小时平均收入；其中，小时平均收入＝总收入/车均活跃时间＝总收入/(∑车行驶时间/活跃车辆数)，以统计时段内每日的企业收入指标为统计样本，计算均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

出租车时空可用性评估：对全路网的出租车时空分布情况以及相应时空维度上打车用户的乘车需求进行分析，从二者的匹配程度角度对出租车服务时空可用性进行评估，为出租车辆实时调配、出租车市场饱和性分析提供数据支持；如图2，具体地实现方式如下：

S31、以路段为空间分析单元，对城市路网各路段进行编号，从出租车车载设备记录的车辆运行数据中提取GPS轨迹数据，通过地图匹配，将各车辆的所有GPS定位记录与路段编号进行关联，生成包含定位时间、定位路段、车辆可用状态在内的出租车空间分布信息列表；其中，车辆可用状态包括上车、下车、空车。

S32、选取评估短时段，通常选取15分钟作为时间分析单元，根据定位时间将出租车空间分布信息进行时间汇集，对各评估时段内各路段内出现的出租车上车车次数、下车车次数、空车车次数进行统计，生成时空分析单元下的出租车可用状态分析结果。

S33、出租车时空可用性分析：时空可用性反映出租车在时间和空间维度的流动服务水平，通过统计给定的路段和时间段上可用的出租车车次数量对车辆时空可用性进行分析，可用的出租车指路段上能够为乘客提供搭载服务的车，包括空车以及存在上、下客行为的车辆；具体的实现方法如下：

S331、以3-2生成的时空分析单元下的出租车可用状态分析结果为基础，对评估路段在分析时段内的累积可用车次进行统计，计算公式为 分别为路段i在时间单元j内的出租车上车车次数、下车车次数、空车车次数。

S332、将路段可用车次进行归一化，计算每百米的可用车次数，路段i在时间单元j内的每百米可用车次数计算公式为其中L_i为路段i的长度，单位为米；基于M_i，统计频数分布情况，评估区域整体出租车时空可用性。

S34、出租车时空匹配率评估：匹配率反映路段上出租车用户的在某时段内的总体乘车需求与车辆在相应时空范围内的实际供应量的匹配性，衡量出租车的时空分布合理性。

S341、匹配率的计算公式为 分别为路段i在时间单元j内的出租车上车车次数以及可用车辆数，计算各时空分析单元的匹配率。

S342、基于分析单元匹配率，统计匹配率频数分布，评估区域整体出租车时空匹配率情况。

出租车路网运行通达性评估：对路网的出租车行程时间进行分析，评估城市路网中出租车运行通达性，为出租车实时调配提供数据支持，如图3，具体的实现方法的步骤如下：

S41、对城市路网进行网格化划分并编号，选取某一格作为分析目的地T。

S42、从车载设备中获取车辆在分析时段内的GPS定位记录，从中筛选出在T区内存在定位记录的车辆及其在分析时段内的所有去往T区的轨迹记录，计算从其他区域去往T区的行程时间。

S43、确定行程时间分级阈值，据此绘制出租车路网行程时间热力图，直观显示路网出租车行驶通达性。

需要注意的是，本发明所述的出租车运营评估方法所采用的出租车运行及运营数据需由出租车装载有GPS定位模块的车载设备提供，在进行评估指标计算前，需进行原始采集数据的预处理，删除可疑、错误数据。

该种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法及系统，以海量的出租车运营信息、定位数据为支撑，采用多种数据处理、分析手段，一方面从出租车单车、出租车企业角度评估出租车运营状态，另一方面从出租车整体在城市路网的空间流动性服务角度对出租车时空可用性以及出租车路网运行通达性进行评估，评估结果能够为城市出租车市场运营现状分析、出租车投入量、出租车市场运价分析、出租车管理费用征收标准制定、出租车实施调配等出租车市场相关的管理决策提供有效的数据支撑。

以某城市为例说明如下：

从某城市的出租车企业获取2015年8月所有活跃出租车GPS定位数据以及出租车运营数据，原始数据进行预处理，删除可疑、错误数据。

对单车运营情况进行统计，包括日行驶里程、日载客里程、日行驶时间、日载客时间、日载客业务量；计算出租车运营效率；统计出租车日收入及每小时平均收入；下表对车辆A在2015年8月的部分运营指标统计结果进行详细说明：

注：阴影标注的日期为周末；

对2015年8月1日至31日的日运营指标进行统计，得出的统计指标具体如下：

对企业B的运营情况进行统计。基于企业B内在2015年8月所有活跃车辆的运营情况评估数据，对出租车企业的总体日活跃车辆、日载客里程、日载客时间、日业务量进行统计，图4是对统计时段内每日的企业活跃车辆数统计结果进行展示。

以统计时段内每日的企业业务量指标为统计样本，计算对应指标的均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标；同时，对企业每日的平均车辆工作效率进行计算，并以统计时段内每日的车辆平均工作效率为统计样本，计算均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标；进行收入水平分析，提取8月企业B的所有活跃车辆的运营收入记录，计算每日的企业总收入以及小时平均收入；以统计时段内每日的企业收入指标为统计样本，计算均值、方差、中值、最大值、最小值等统计指标。

对城市出租车时空可用性进行分析。选取几条主干道作为时空可用性的分析范围，图5为四条主干道路段划分及编号情况。

计算路段1～路段17的时空车辆可用量以及车辆匹配率，下表给出部分计算结果：

对匹配率数据进行频数统计，绘制频数分布图，如图6所示。

由频数分布图可见大部分区域的车辆匹配率小于40％，由此可分析：对于该城市的出租车乘客来说，在所分析的几条主干道上打车并不困难；从出租车从业者以及出租车市场角度分析，该地出租车市场较为饱和，出租车司机竞争较激烈，收入水平不高；时空可用性、匹配率的分析结果还可用于出租车的实时调配，使该地的出租车空间分布更为合理，改善出租车运营情况。

对该城市路网进行网格化划分并编号，选取位于中心城区的一格作为分析目的地T，将2015年8月5日所有活跃车辆的GPS定位记录中的经纬度与网格化地图进行匹配，从中筛选出在T点存在定位记录的所有车辆及其驶向T点的定位记录，计算其他区域驶向T点的行程时间，绘制基于行程时间的通达热力图，如图7所示。

该城市路网出租车通达性地图亦对出租车的空间调配提供参考，同时为出租车运营成本分析提供数据支撑。

Claims (7)

1.一种基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于，包括出租车运营状态指标评估和车辆路网流动服务质量评估，出租车运营状态指标评估包括单车运营情况评估和出租车企业运营情况评估，车辆路网流动服务质量评估包括出租车时空可用性评估和出租车路网运行通达性评估；

单车运营情况评估：基于出租车车载设备的车辆运行定位记录以及计费设备数据，通过数据处理对单车业务量进行统计，并对单车工作效率及收入水平进行分析；

出租车企业运营情况评估：对出租车企业的总体运营情况进行统计；以出租车企业内所有运营车辆在统计时段内每日的业务量指标、日工作效率、收入水平指标的统计结果为基础，对企业的总体业务量、平均效率、总体收入水平进行分析；

出租车时空可用性评估：对全路网的出租车时空分布情况以及相应时空维度上打车用户的乘车需求进行分析，从二者的匹配程度角度对出租车服务时空可用性进行评估；

出租车路网运行通达性评估：对路网的出租车行程时间进行分析，评估城市路网中出租车运行通达性。

2.如权利要求1所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于：出租车时空可用性评估具体为：

S31、以路段为空间分析单元，对城市路网各路段进行编号，从出租车车载设备记录的车辆运行数据中提取GPS轨迹数据，通过地图匹配，将各车辆的所有GPS定位记录与路段编号进行关联，生成包含定位时间、定位路段、车辆可用状态在内的出租车空间分布信息列表；其中，车辆可用状态包括上车、下车、空车；

S32、选取评估短时段，根据定位时间将出租车空间分布信息进行时间汇集，对各评估时段内各路段内出现的出租车上车车次数、下车车次数、空车车次数进行统计，生成时空分析单元下的出租车可用状态分析结果；

S33、出租车时空可用性分析：通过统计给定的路段和时间段上可用的出租车车次数量对车辆时空可用性进行分析，可用的出租车指路段上能够为乘客提供搭载服务的车，包括空车以及存在上、下客行为的车辆；

S34、出租车时空匹配率评估：评估路段上出租车用户的在某时段内的总体乘车需求与车辆在相应时空范围内的实际供应量的匹配性，衡量出租车的时空分布合理性。

3.如权利要求2所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于，步骤S33具体为：

S331、以步骤S32生成的时空分析单元下的出租车可用状态分析结果为基础，对评估路段在分析时段内的累积可用车次进行统计，计算公式为其中，分别为路段i在时间单元j内的出租车上车车次数、下车车次数、空车车次数；

S332、将路段可用车次进行归一化，计算每百米的可用车次数，路段i在时间单元j内的每百米可用车次数计算公式为其中L_i为路段i的长度，单位为米；基于M_i，统计频数分布情况，评估区域整体出租车时空可用性。

4.如权利要求3所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于，步骤S34具体为：

S341、匹配率的计算公式为分别为路段i在时间单元j内的出租车上车车次数以及可用车辆数，计算各时空分析单元的匹配率；

S342、基于分析单元匹配率，统计匹配率频数分布，评估区域整体出租车时空匹配率情况。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于，出租车路网运行通达性评估具体为：

S41、对城市路网进行网格化划分并编号，选取某一格作为分析目的地T；

S42、从车载设备中获取车辆在分析时段内的GPS定位记录，从中筛选出在T区内存在定位记录的车辆及其在分析时段内的所有去往T区的轨迹记录，计算从其他区域去往T区的行程时间；

S43、确定行程时间分级阈值，据此绘制出租车路网行程时间热力图，直观显示路网出租车行驶通达性。

6.如权利要求1-4任一项所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于，单车运营情况评估中：

业务量统计：选择统计时段，从评估车辆的车载设备记录的车辆运行数据中提取统计时段内每日车辆GPS定位轨迹数据、定位数据采集时刻，从车载设备记录的出租车运营数据中提取车辆的载客订单数据，以数据为基础，获得评估车辆的日行驶里程、日载客里程、日行驶时间、日载客时间、日载客业务量，以统计时段内每日的业务量指标为样本，计算各指标的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

工作效率评估：根据业务量统计结果，分析统计评估对象的工作效率，具体为：日工作效率＝日载客时间/日行驶时间，以统计时段内每日的工作效率为统计样本，计算对应的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

收入水平分析：从载客订单数据中提取订单收入数据，对统计日的总收入以及每小时的平均收入进行统计，其中每小时平均收入＝日总收入/日行驶时间；以统计时段内每日的总收入、小时平均收入为统计样本，计算对应的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值。

7.如权利要求1-4任一项所述的基于大数据分析的出租车运营情况评估方法，其特征在于，出租车企业运营情况评估中：

业务量统计，提取评估企业的所有车辆在统计日期内的运营数据，对出租车的日载客里程、日载客时间、日业务量进行统计，在此基础上，计算企业的累计日载客里程、平均日载客时间、日业务总量以及日活跃出租车；以统计时段内每日的企业业务量指标为统计样本，计算对应指标的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

工作效率评估，根据业务量的统计结果，对企业的总体工作效率进行统计，计算每日的车辆平均工作效率，以统计时段内每日的车辆平均工作效率为统计样本，计算统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值；

收入水平分析，提取分析时段内的评估企业所有车辆的运营收入记录，计算每日的企业总收入以及小时平均收入；其中，小时平均收入＝总收入/车均活跃时间＝总收入/(∑车行驶时间/活跃车辆数)，以统计时段内每日的企业收入指标为统计样本，计算对应指标的统计指标，包括均值、方差、中值、最大值、最小值。