CN108629981A - 自适应公交优先道管控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应公交优先道管控方法，所述自适应公交优先道管控方法包括：S101、获取公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间；S102、根据获取到的公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间，得到公交优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到公交优先道上的拥堵时间分布；S103、将所述拥堵等级换算为拥堵值，在预设的第一时间段内，通过平移计算得到预设时长的拥堵值，以得到预设时长内拥堵值最高的第二时间段，将该第二时间段视为公交优先道开放时间段，以根据该开放时间段开放对应的公交优先道。上述自适应公交优先道管控方法，达到提高城市道路利用率、提高公共交通分担率的目的。

Description

自适应公交优先道管控方法
技术领域
本发明涉及一种自适应公交优先道管控方法。
背景技术
随着城市社会经济和交通发展，出现了城市拥堵，资源浪费，环境污染等一系列问题。为提高城市公共交通整体运行效率，实现快速分流人群，方便市民出行，减轻道路压力，缓解城市交通拥挤的目的，公交优先道应运而生。
现有公交优先道的开放时间固定，采用固定路牌的方式告知公众开放时间(例如在公交优先道的起始位置处设置物理路牌，其上印有公交优先道的开放时间段)，同时通过公交优先道上的电子警察、公交车上的前后摄像头进行开放时段内的违章监控。现有公交优先道没有专门的系统进行管理，其开放时间段固定，并未能根据道路历史和实际情况动态适配开放时间，目标路段选择只考虑了断面公交车流量和运营时速，不能满足公交出行需求的局部个性化规律，造成道路资源浪费和公交资源的不合理利用。统一的公交优先道运行时段，不符合交通流在空间和时间上呈现的周期性动态变化。
在此背景基础上，本专利提出一种基于机器学习的区域自适应公交优先道系统，可较好的解决以上问题，具有很好的应用前景和广阔的市场。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够根据道路历史和实际情况运动适配公交优先道的开放时间段的自适应公交优先道管控方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自适应公交优先道管控方法，包括以下步骤：
S101、获取公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间；
S102、根据获取到的公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间，得到公交优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到公交优先道上的拥堵时间分布；
S103、将所述拥堵等级换算为拥堵值，在预设的第一时间段内，通过平移计算得到预设时长的拥堵值，以得到预设时长内拥堵值最高的第二时间段，将该第二时间段视为公交优先道开放时间段，以根据该开放时间段开放对应的公交优先道。
进一步的，在S103步骤之后，还包括：
S104、发布所述公交优先道的开放时间段。
进一步的，在S101步骤中，包括以下子步骤：
S1011、获取公交车辆的轨迹数据以及道路数据，其中，所述公交车轨迹数据包括每一公交车辆的GPS时间、GPS经纬度以及车辆速度，所述道路数据中具有公交优先道数据；
S1012、根据所述公交车辆的轨迹数据以及所述道路数据得到所述公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间。
进一步的，在S102步骤中，包括以下子步骤：
S1021、根据获取到的公交优先道上的公交车辆的车辆速度数据，通过聚类算法得到公交优先道上的若干种拥堵等级的速度临界值；
S1022、根据获取到的公交优先道的公交车辆的GPS时间，通过众数计算方式，得到所述公交优先道在每一时间点内车辆速度值；
S1023、通过公交优先道在每个时间点的车速值和每一拥堵等级的临界值，得到公交车优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到拥堵时间分布。
进一步的，在S103步骤中：
将各拥堵等级加权换算为拥堵值，所述拥堵等级与权值呈正相关关系。
进一步的，所述拥堵等级包括拥堵状态由轻至重第一至第四等级，所述第一等级为畅通，第二等级为缓行，第三等级为拥堵，第四等级为堵塞。
进一步的，在所述S1011步骤中：
所述公交车辆的轨迹数据还包括公交车辆所属的线路；
所述道路数据通过所述GIS地图数据包而得到，所述道路数据即为空间数据库数据，在所述GIS地图中标注有每一公交优先道上的公交线路。
进一步的，在所述S101步骤中，还获取所述公交优先道上的社会车辆的车辆速度以及GPS时间；
在所述S102步骤中，根据获取到的公交车辆以及社会车辆的车辆速度以及GPS时间，得到公交优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到公交优先道上的拥堵时间分布；
进一步的，在所述S104步骤中，将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的公交优先道的起始位置处的电子路牌中、将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的微信公众号中和/或将所述公交优先道的开放时间段发布至导航系统中。
本发明实施方式，通过机器学习和聚类算法，进行数据挖掘计算，生成公交优先道发布计算，可得到当前日期后的多天公交优先道的开放时间段数据，当天的公交优先道开放时间段通过此前获取到的历史数据而预测得到，本发明实施方式，通过获取交通大数据，进行机器学习计算，得到自适应区域的公交优先道开放时段，发布公交优先道使用计划到各种媒体和设备终端。达到提高城市道路利用率、提高公共交通分担率、助力绿色出行的目的。
附图说明
图1是本发明自适应公交优先道管控方法第一实施例的流程图。
图2是本发明自适应公交优先道管控方法通过聚类算法得到的拥堵等级聚类示意图。
图3是根据S1022步骤得到的拥堵时间分布示意图。
图4是根据S103步骤得到的公交优先道开放时间示意图。
图5是本发明自适应公交优先道管控方法第二实施例的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1至图4，本发明的自适应公交优先道管控方法，包括以下步骤：
S101、获取公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间；
本具体实施例中，所述公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间通过以下子步骤得到：
S1011、获取公交车辆的轨迹数据以及道路数据，其中，所述公交车轨迹数据包括每一公交车辆的GPS时间、GPS经纬度以及车辆速度，所述道路数据中具有公交优先道数据；
本子步骤中，所述公交车辆的轨迹数据可从公交集团的服务器中获取。所述道路数据通过所述GIS地图数据包而得到，所述道路数据即为空间数据库数据，在所述GIS地图中标注有每一公交优先道，因此所述公交优先道可从所述GIS地图中获取得到。
S1012、根据所述公交车辆的轨迹数据以及所述道路数据得到所述公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间。
本子步骤中，根据所述公交车辆的轨迹数据中的GPS经纬度以及GIS地图中的公交优先道数据，即可得知公交车辆在所述GIS地图中的哪一条优先道上，进而可得知在每一公交优先道上的公交车辆。
在其他的实施例中，所述公交车辆轨迹数据还包括公交车辆所属的线路，在所述GIS地图中还标注有每一公交优先道上的公交线路，这样，便于管理方(例如交管部门、公交优先道管控方等等)从GIS地图中可以监控每一公交优先道的公交线路、公交车辆的数量、速度、位置以及拥堵等级(拥堵状态)等等。
可理解的，在其他的实施例中，所述公交车辆的轨迹数据并不限于通过上述方式获取得到，可以采用现有的任何一种可以获取到公交车轨迹数据的方式来获取所述每一公交车辆的轨迹数据。所述道路数据也并不限于上述GIS地图数据包的方式获取，所述GIS数据包主要是为了标注其他的状态(例如公交车辆的实时位置、实时拥堵情况、线路、路牌等等)，在其他的实施例中，所述道路数据还可通过其他的地图数据包而获取得到。
S102、根据获取到公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间，计算每一时间段内在该公交优先道上的每一公交车辆对应的拥堵等级，从而得到所述公交优先道上的拥堵时间分布；
本具体实施例中，本步骤包括以下子步骤：
S1021、根据获取到的公交优先道上的公交车辆的车辆速度数据，通过聚类算法得到公交优先道上的若干种拥堵等级的速度临界值；
本子步骤中，采用离散速度聚类，通过聚类算法，把所述公交优选道上离散的公交车辆的车辆速度数据进行聚类计算，得到不同的拥堵等级对应的速度临界值，以此作为判定道路拥堵状态的标准。
本具体实施例中，将拥堵等级分为四个拥堵等级，即所述拥堵等级包括拥堵状态由轻至重第一至第四等级，其中，第一等级为畅通(可在GIS地图中用绿色段表示)，第二等级为缓行(可在GIS地图中用黄色段表示)，第三等级为拥堵(可在GIS地图中用橙色表示)，第四等级为堵塞(可在GIS地图中用红色表示)。
具体结合实例，假设拥堵等级设定为4级，那么速度临界值则为3个，假设通过聚类算法得到的速度临界值为20码、40码、50码，那么，20码以内的对应的拥堵等级则可为第四等级堵塞，20～40码的拥堵等级则为第三等级拥堵，40～50码的拥堵等级则为第二级缓行，50码以上的拥堵等级则为第一等级畅通，如此，即可根据公交优先道上的车辆速度聚类得到四个拥堵等级对应的四个聚类。
S1022、根据获取到的公交优先道的公交车辆的GPS时间，通过众数计算方式，得到所述公交优先道在每一时间点内车辆速度值；
具体结合实例，假设以每隔10分钟为例获取一次公交车辆的车辆速度(例如6:00、6:10、6:20……)，在相应的时间点上(由于获取公交车辆并不是瞬时获取，需要延时，例如6:00时间点，一般是从5:59:55-6:0:5秒时间段获取)通过众数的方式获取所述公交优先道上的公交车辆的速度，所述众数的方式是指：以当前时间点上，假设50码速度的车辆有20辆，40码的车辆有15辆，30码的车辆有10辆，那么以众数的方式获取公交车辆的车辆速度，则是获取车辆最多的速度，即50码速度。
S1023、通过公交优先道在每个时间点的车速值和每一拥堵等级的临界值，得到公交车优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到拥堵时间分布。
具体结合实例，本实例中以每一天的白天段为周期(主要以公交车的开班时间至收班时间这一时间段为周期，例如每一天的6:00～24:00)，以每隔10分钟为例(在另外的实施例中，也可每隔5分钟、3分钟、2分钟、20分钟为例)，每隔10分钟为例统计一次所述公交优选道上的公交车的拥堵等级，从而得到当天的拥堵时间分布。从6:00开始，每隔10分钟统计一次，即6:10、6:20、6:30……，23:50、24:00，每一时间点上统计一次当前时间点附近的所述公交优选道上车辆的速度，从而根据S1023步得到对应的拥堵情况，从而得到公交优选道上的公交车辆在当天时间段(即上述6:00～24:00)的拥堵时间分布(示意图可参见图3)。
S103、将所述拥堵等级换算为拥堵值，在预设的第一时间段内，通过平移计算得到预设时长的拥堵值，以得到预设时长内拥堵值最高的第二时间段，将该第二时间段视为公交优先道开放时间段，以根据该开放时间段开放对应的公交优先道。
本步骤中，将各拥堵等级加权换算为拥堵值，所述拥堵等级与权值呈正相关关系。具体结合实例，第四等级的值为3，第三等级的值为2，第二等级的值为1，第一等级的值为0。
在所述预设的第一时间段内，通过轮询计算，计算出预设时长内的拥堵值，以获得预设时长内的拥堵值最多的第二时间段，将该第二时间段视为公交优先道开放时间段，以根据该开放时间段开放对应的公交优先道。
本具体步骤，预设时长主要是交管机构规定的公交优先道开放时长，一般而言，规定的公交优先道开放时长为2小时，早高峰和晚高峰均为两小时(传统的物理标识中，早高峰的开放时间段为7:00～9:00，晚高峰的开放时间段为17:00～9:00)。那么所述预设的第一时间段为两个，分别为早高峰的第一时间段和晚高峰的第一时间段，该第一时间段是预估的时间段，早高峰的第一时间段将7:00～9:00包含进去，例如可以预设为6:00～10:00，晚高峰的第一时间段则将17:00～19:00包含进去，例如可以预设为16:00～20:00。因此，轮询计算6:00-10:00的4个小时内，哪2个小时的拥堵值是最高的(可以以秒、以分等为单位进行轮询计算，例如6:00-10:00，6:01-10:01，6:02-10:02，以此类推)，从而获得拥堵值最高的第二时间段，例如计算得到7:10～9:10这一时间段拥堵值最高，那么，该时间段则视为公交优先道开放时间段。具体可参见图4，图4中橙色框表示公交优先道开放时间段。
S104、发布所述公交优先道的开放时间段。
在本具体实施例中，可以将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的公交优先道的起始位置处的电子路牌中、将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的微信公众号中和/或将所述公交优先道的开放时间段发布至导航系统中。微信公众号可以是专门为公交专用道设置的微信公众号、交管或相关部门的公众微信号等等。在发布至导航系统中的方案中，提供数据接口，导航系统通过接口获取到公交优先道的开放时间，当司机使用导航时，即可实时了解附近的公交优先道的开放时间信息，避免车主在公交优先道开放时间误进入公交优先道。
本实施例中，S104步骤中得到的公交优先道的开放时间段，是指预测得到后面一天或者多天的公交开放时间段，而当天的公交优先段开放时间段则是根据之前获取到的数据进行计算之后，而预测得到的。
本发明实施方式，通过机器学习和聚类算法，进行数据挖掘计算，生成公交优先道发布计算，可得到当前日期后的多天公交优先道的开放时间段数据，当天的公交优先道开放时间段通过此前获取到的历史数据而预测得到，本发明实施方式，通过获取交通大数据，进行机器学习计算，得到自适应区域的公交优先道开放时段，发布公交优先道使用计划到各种媒体和设备终端。达到提高城市道路利用率、提高公共交通分担率、助力绿色出行的目的。
请参见图5，图5是本发明自适应公交优先道管控方法第二实施例的流程图。本实施例包括以下步骤：
S201、获取公交优先道上车辆的速度以及GPS时间；所述车辆包括上述公交车辆以及社会车辆，所述社会车辆可以是公交车辆以外的任何一种机动车车辆。所述公交车辆的车辆速度以及GPS时间的具体获取方法可参见第一实施例的描述，此处不再赘述。所述社会车辆的获取可以通过现有的任何一种方式来获取，例如通过在公交优先道上的摄像装置来获取，又例如通过社会车辆上的GPS系统或导航系统等的定位来获取等等。
S202、根据获取到公交优先道上车辆的速度以及GPS时间，得到公交优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到公交优先道上的拥堵时间分布；
S203、将拥堵等级换算为对应的拥堵值，在预设的第一时间段内，计算出预设时长内的拥堵值，以得到预设时长内拥堵值最多的第二时间段，将该第二时间段视为公交优先道开放时间段，以根据该开放时间段开放对应的公交优先道。
本实施例中，还包括以下步骤：
S204、发布所述公交优先道的开放时间段。
与第一实施例相同或相似的，可以将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的公交优先道的起始位置处的电子路牌中、将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的微信公众号中和/或将所述公交优先道的开放时间段发布至导航系统中。微信公众号可以是专门为公交专用道设置的微信公众号、交管或相关部门的公众微信号等等。在发布至导航系统中的方案中，提供数据接口，导航系统通过接口获取到公交优先道的开放时间，当司机使用导航时，即可实时了解附近的公交优先道的开放时间信息，避免车主在公交优先道开放时间误进入公交优先道。
本实施例与第一实施例的区别在于，获取的数据不仅包括公交车辆的数据，还包括公交车辆以外的社会车辆的数据，除此之外，本实施例与第一实施例的结构或功能相同或相似，此处便不再一一赘述。
本发明实施方式，能够更准确的得到公交优先道上的所有车辆的拥堵等级以及拥堵时间分布，能够更精确的预测公交优先道的开放时间段。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种自适应公交优先道管控方法，包括以下步骤：
S101、获取公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间；
S102、根据获取到的公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间，得到公交优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到公交优先道上的拥堵时间分布；
S103、将所述拥堵等级换算为拥堵值，在预设的第一时间段内，通过平移计算得到预设时长的拥堵值，以得到预设时长内拥堵值最高的第二时间段，将该第二时间段视为公交优先道开放时间段，以根据该开放时间段开放对应的公交优先道。
2.如权利要求1所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于，在S103步骤之后，还包括：
S104、发布所述公交优先道的开放时间段。
3.如权利要求1所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于，在S101步骤中，包括以下子步骤：
S1011、获取公交车辆的轨迹数据以及道路数据，其中，所述公交车轨迹数据包括每一公交车辆的GPS时间、GPS经纬度以及车辆速度，所述道路数据中具有公交优先道数据；
S1012、根据所述公交车辆的轨迹数据以及所述道路数据得到所述公交优先道上的公交车辆的车辆速度以及GPS时间。
4.如权利要求2所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于，在S102步骤中，包括以下子步骤：
S1021、根据获取到的公交优先道上的公交车辆的车辆速度数据，通过聚类算法得到公交优先道上的若干种拥堵等级的速度临界值；
S1022、根据获取到的公交优先道的公交车辆的GPS时间，通过众数计算方式，得到所述公交优先道在每一时间点内车辆速度值；
S1023、通过公交优先道在每个时间点的车速值和每一拥堵等级的临界值，得到公交车优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到拥堵时间分布。
5.如权利要求3所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于，在S103步骤中：
将各拥堵等级加权换算为拥堵值，所述拥堵等级与权值呈正相关关系。
6.如权利要求1至4中任一项所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于：所述拥堵等级包括拥堵状态由轻至重第一至第四等级，所述第一等级为畅通，第二等级为缓行，第三等级为拥堵，第四等级为堵塞。
7.如权利要求1所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于，在所述S1011步骤中：
所述公交车辆的轨迹数据还包括公交车辆所属的线路；
所述道路数据通过所述GIS地图数据包而得到，所述道路数据即为空间数据库数据，在所述GIS地图中标注有每一公交优先道上的公交线路。
8.如权利要求7所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于：
在所述S101步骤中，还获取所述公交优先道上的社会车辆的车辆速度以及GPS时间；
在所述S102步骤中，根据获取到的公交车辆以及社会车辆的车辆速度以及GPS时间，得到公交优先道在每一时间点的拥堵等级，从而得到公交优先道上的拥堵时间分布。
9.如权利要求2所述的自适应公交优先道管控方法，其特征在于：在所述S104步骤中，将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的公交优先道的起始位置处的电子路牌中、将所述公交优先道的开放时间段发布至对应的微信公众号中和/或将所述公交优先道的开放时间段发布至导航系统中。
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