CN109493601B - 一种公交支线设置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于智能交通系统技术领域，涉及一种公交支线的设置方法，用于城市公交线网优化和智能公交系统。具体设置方法按照以下步骤进行：(1)、采集乘客打卡的历史数据，(2)、采集公交线网的结构数据，(3)、乘客换乘人数的计算，(4)、换乘距离的计算，(5)、公交支线的设置，该方法通过分析记录在公交IC卡中乘客的出行轨迹信息，分析得出公交线网空白和服务不便的区域，给出公交支线的设置路线；二是本方法基于提取的乘客换乘行为特征发现公交盲区，操作简便，实用性较强，不仅可以实时监测乘客的换乘路径，还可以及时发现公交换乘不便利的线路；三是本方法设计新颖，计算效率高，实用性强，具有广阔的市场前景。

Description

一种公交支线设置方法
技术领域：
本发明属于智能交通系统技术领域，涉及一种公交支线的设置方法，用于城市公交线网优化和智能公交系统。
背景技术：
公交支线(也称为“社区公交”)服务于居住社区、商务区等局部区域，通过与轨道交通站点、交通枢纽以及周边的学校、社区服务中心、医院、商场等公共活动区域相连接，填补公交线网空白或服务不便区域，满足居住社区、商务区乘客换乘或生活、通勤出行需求，主要承担短距离出行。目前国内对公交支线设置方法的研究较少，已有研究技术主要采用定性分析的方法讨论支线公交的功能作用、服务状况和发展模式。瞿何舟等提出了支线公交线路布设的规划原则和方法，但所给出的方法的可操作性不强；林松涛等提出了一种基于区域交通模型的支线公交线路设计方法，该方法根据区域内道路情况和居民的出行需求判断是否适合开设支线线路，但由于采用人工调查的方式因而存在调研数据难以及时有效获取的问题；惠英等基于出行链探讨了社区公交的客流需求和线网布设，但仅给出了社区公交线路设置的一般原则；袁海琴等通过分析上海社区公交运营特征及现状，提出要从规划到运营层面将社区公交与快线支线公交融合，并给出上海社区公交的改进措施；陈非等探讨了社区巴士的功能定位、运营特点，深入分析了社区巴士乘客的出行需求特征，提出了社区巴士系统的改善建议。
已有公交支线研究技术主要是给出公交支线设置的指导原则，并且多是从定性角度进行讨论，仅有的少量定量研究也主要是基于人工调查数据，获取数据周期长且质量难以保证。因而，提出一种公交支线设置的方法，该方法通过分析记录在公交IC卡中乘客的出行轨迹信息，分析得出公交线网空白和服务不便的区域，给出公交支线的设置路线。
发明内容：
本发明的目的在于针对目前公交支线设置多基于人工经验和定性分析、缺少定量分析实际可操作性不强的问题，提出一种公交支线设置的方法，该方法通过分析记录在公交IC卡中乘客的出行轨迹信息，分析得出公交线网空白和服务不便的区域，给出公交支线的设置路线，为城市公交线网优化和智能公交系统提供技术支持。
为实现上述目的，本发明涉及的公交支线设置方法的实现思路是利用公交IC卡数据发现公交线网空白和服务不便的区域，一般来说，两条公交线路如果有较多人换乘，但两条线路的站点之间却没有公共站点或相距较近的站点，即需要在两条线路之间增加支线。具体设置方法按照以下步骤进行：
(1)、采集乘客打卡的历史数据：
采集通过公交车IC卡系统收集乘客上车打卡的历史数据，所述历史数据包括每一位乘客的一次打卡记录：线路编号、线路名称、卡号、交易日期和时间、换乘线路编号和换乘时间；
(2)、采集公交线网的结构数据：
采集公交线网的结构数据，线网的结构数据由每条公交线路的站点名称、站点编号、站点经纬度数据构成；
(3)、乘客换乘人数的计算：
定义换乘为给定时间间隔t内(如：一小时)内乘坐了不止一种公交线路的行为，对乘客乘坐的线路按照乘坐顺序进行编号(从1开始)，一次换乘记为<x,y>，其中x≠y,x,y∈N，将第一元素x称为前序线路，第二元素y称为后序线路，定义乘客的换乘次数为一小时内<x,y>的数量，计算换乘人数的步骤是首先对乘客打卡的历史数据按照<x,y>分组，然后统计各分组中记录的条数之和作为换乘人数，对换乘人数之和大于给定换乘人数阈值T的<x,y>，将它们放置于集合S中；
(4)、换乘距离的计算：
对集合S中的每一个<x,y>，利用公交线网的结构数据读取前序线路x和后序线路y的公交站点集合，分别记为xs＝{x1,x2,…,xm},ys＝{y1,y2,…,yn}，其中xi,yj为前序线路x和后序线路y 的第i个和第j个站点，计算
Figure GDA0002833856520000031
其中geo(xi)为站点xi的地理坐标(经纬度)，geo(yj)为站点yj的地理坐标(经纬度)，dist为计算两个经纬度坐标之间直线距离的函数，min_dist是两条线路间距离最近的两个站点间的直线距离，输出<x,y,min_dist(x,y)>置入集合R中；
(5)、公交支线的设置
给定距离阈值T′对集合R中的每一个<x,y,min_dist(x,y)>，如果mindist(x,y)＞T′，则应该在线路x,y之间建设一条公交支线，方便线路x,y的换乘。
本发明与现有技术相比，取得的有益效果如下：一是针对目前公交支线设置多基于人工经验和定性分析、缺少定量分析实际可操作性不强的问题，提出一种公交支线设置的方法，该方法通过分析记录在公交IC卡中乘客的出行轨迹信息，分析得出公交线网空白和服务不便的区域，给出公交支线的设置路线；二是本方法基于提取的乘客换乘行为特征发现公交盲区，操作简便，实用性较强，不仅可以实时监测乘客的换乘路径，还可以及时发现公交换乘不便利的线路；三是本方法设计新颖，计算效率高，实用性强，具有广阔的市场前景。
附图说明：
图1为本发明涉及的3路和隧道1路公交路线图。
图2为本发明涉及的3路和隧道1路间的支线公交线路图。
具体实施方式：
下面通过实例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的一种公交支线设置方法通过如下技术方案实现：
(1)、采集乘客打卡的历史数据：
采集通过公交车IC卡系统收集乘客上车打卡的历史数据，所述历史数据包括每一位乘客的一次打卡记录：线路编号、线路名称、卡号、交易日期和时间、换乘线路编号和换乘时间；
(2)、采集公交线网的结构数据：
采集公交线网的结构数据，线网的结构数据由每条公交线路的站点名称、站点编号、站点经纬度数据构成；
(3)、乘客换乘人数的计算：
定义换乘为给定时间间隔t内(如：一小时)内乘坐了不止一种公交线路的行为，对乘客乘坐的线路按照乘坐顺序进行编号(从1开始)，一次换乘记为<x,y>，其中x≠y,x,y∈N，将第一元素x 称为前序线路，第二元素y称为后序线路，定义乘客的换乘次数为一小时内<x,y>的数量，计算换乘人数的步骤是首先对乘客打卡的历史数据按照<x,y>分组，然后统计各分组中记录的条数之和作为换乘人数，对换乘人数之和大于给定换乘人数阈值T的<x,y>，将它们放置于集合S中；
(4)、换乘距离的计算：
对集合S中的每一个<x,y>，利用公交线网的结构数据读取前序线路x和后序线路y的公交站点集合，分别记为xs＝ {x1,x2,…,xm},ys＝{y1,y2,…,yn}，其中xi,yj为前序线路x和后序线路y 的第i个和第j个站点，计算
Figure GDA0002833856520000041
其中geo(xi)为站点xi的地理坐标(经纬度)，geo(yj)为站点yj的地理坐标(经纬度)，dist为计算两个经纬度坐标之间直线距离的函数，min_dist是两条线路间距离最近的两个站点间的直线距离，输出<x,y,min_dist(x,y)>置入集合R中；
(5)、公交支线的设置
给定距离阈值T′对集合R中的每一个<x,y,mindist(x,y)>，如果mindist(x,y)＞T′，则应该在线路x,y之间建设一条公交支线，方便线路x,y的换乘。
实施例2
本实施例使用青岛市公交IC卡数据进行了实证分析，数据来源于青岛公交集团和青岛交运集团。其中，青岛公交集团有公交线路 212条，主要分布于市内四区；青岛交运集团所辖的公交线路分布于市内四区、周边县市，因此，选取了公交集团的全部线路和青岛交运集团的77条市内四区线路(温馨巴士线路)进行分析。数据的时间范围为2017年3月13日-19日。使用上述算法步骤，设置换乘人数阈值T＝100，得到集合S如表1所示，其中公共站点个数是两条线路所共有的站点数，公共站点数不为0则说明两条线路间的最短距离为0。公共站点个数越多，乘客换乘越方便；公共站点数为0的前序线路和后序线路没有公共站点可以换乘，乘客只能步行换乘。
表1换乘人数大于100人的前序线路和后序线路
Figure GDA0002833856520000051
Figure GDA0002833856520000061
线路距离阈值T′＝1000米，筛选集合R后的结构如表2所示：
表2换乘人数大于100人且线路距离大于1000米的线路
Figure GDA0002833856520000062

Claims (1)

1.一种公交支线的设置方法，其特征在于具体设置方法按照以下步骤进行：
(1)、采集乘客打卡的历史数据：
采集通过公交车IC卡系统收集乘客上车打卡的历史数据，所述历史数据包括每一位乘客的一次打卡记录：线路编号、线路名称、卡号、交易日期和时间、换乘线路编号和换乘时间；
(2)、采集公交线网的结构数据：
采集公交线网的结构数据，线网的结构数据由每条公交线路的站点名称、站点编号、站点经纬度数据构成；
(3)、乘客换乘人数的计算：
定义换乘为给定时间间隔t内乘坐了不止一种公交线路的行为，对乘客乘坐的线路按照乘坐顺序进行编号，一次换乘记为＜x，y＞，其中x≠y，x，y∈N，将第一元素x称为前序线路，第二元素y称为后序线路，定义乘客的换乘次数为一小时内＜x，y＞的数量，计算换乘人数的步骤是首先对乘客打卡的历史数据按照＜x，y＞分组，然后统计各分组中记录的条数之和作为换乘人数，对换乘人数之和大于给定换乘人数阈值T的＜x，y＞，将它们放置于集合S中；
(4)、换乘距离的计算：
对集合S中的每一个＜x，y＞，利用公交线网的结构数据读取前序线路x和后序线路y的公交站点集合，分别记为xs＝{x1，x2，…，xm}，ys＝{y1，y2，…，yn}，其中xi，yj为前序线路x和后序线路y的第i个和第j个站点，计算
Figure FDA0002816513860000011
其中geo(xi)为站点xi的地理坐标，geo(yj)为站点yj的地理坐标，dist为计算两个经纬度坐标之间直线距离的函数，min_dist是两条线路间距离最近的两个站点间的直线距离，输出＜x，y，min_dist(x，y)＞置入集合R中；
(5)、公交支线的设置
给定距离阈值T′对集合R中的每一个＜x，y，min_dist(x，y)＞，如果mindist(x，y)＞T′，则应该在线路x，y之间建设一条公交支线，方便线路x，y的换乘。
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