CN112004191B - 基于手机信令和公交车gps数据的公交专用道设置方法 - Google Patents
基于手机信令和公交车gps数据的公交专用道设置方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于城市公共交通领域,公开了一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,步骤包括:(1)通过公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度;(2)通过手机信令数据估计居民出行需求及路段机动车客流量(3)通过公交企业数据统计得到额定车容量及满载率;(4)建立评价指标,确定公交专用道设置条件,计算公交专用道设置后的路段总体出行时间效益值Q,效益值Q越高,说明设置公交专用道对路段运行效率提升越明显。本发明可为城市道路公交专用道的设置工作提供依据,充分利用道路资源,保障道路运行效率。
Description
技术领域
本发明属于城市公共交通领域,提出了一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法。
背景技术
公交专用道的设置目的是为公交车辆创造一种不受其它车辆延误的运营环境,为公共交通乘客提供更好和更可靠的服务;其本质上体现的是一种基于乘客而非车辆的路权再分配。公交专用道设置应结合道路交通的实际情况合理布设,若设置标准不合理,反而会降低道路运行效率,造成道路资源的浪费,因此建立对公交专用道设置的评价标准具有重要的社会经济价值和意义。
发明内容
基于以上不足之处,本发明的目的是提供一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,充分利用道路资源,保障道路运行效率,解决了公交专用道设置标准不合理,降低道路运行效率,造成道路资源的浪费的问题。
本发明所采用的技术方案如下:一种基于手机信令和公交车GPS 数据的公交专用道设置方法,步骤如下:
(1)通过公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度;
(2)通过手机信令数据估计居民出行需求及路段机动车出行需求;
(3)通过公交企业数据统计得到额定车容量及满载率;
(4)通过公交运行的道路服务水平条件、效益值综合判断是否设置公交专用道,为公交专用道承担的客流占比与公交专用道的道路资源占比的比值,当公交运行速度低于设定阈值,且效益值高于设定阈值时,认为该路段设置公交专用道是合适的,并计算公交专用道设置后的路段总体出行时间效益值Q,效益值Q越高,说明设置公交专用道对路段运行效率提升越明显。
本发明还具有如下技术特征:
1、公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度的方法具体如下:
(1)获得基础数据;
(2)数据预处理,筛选出有效数据;
(3)路网数据解析处理;
(4)地图匹配处理;利用地图匹配方法将公交车辆定位点准确匹配到其实际运行线路上,地图匹配方法是将返回的定位点经纬度信息与电子地图道路数据进行比较、匹配,计算出车辆在道路上的位置;
(5)路段公交平均运行速度计算;通过对公交GPS数据进行匹配计算,得到公交车辆行驶速度及路段平均运行速度;
(6)路段公交车流量
(6.1)由公交车GPS行程与路段的对应关系,将所有经过某路段的GPS轨迹筛选出来;
(6.2)根据公交车轨迹识别出不同的公交线路并与公交线网数据进行匹配;
(6.3)统计单位时间内通过路段的不同公交线路的流量ni。
2、手机信令数据估计居民出行需求和路段机动车出行需求的计算方法具体如下:
(1)基于手机信令数据的居民出行需求估计
(1.1)根据基站经纬度信息,将基站平均服务半径内的基站进行聚类合并处理;
(1.2)根据聚合处理后的基站,确定手机用户的停留轨迹;
(1.3)选择每个手机用户有效停留轨迹中,停留时间不小于设定阈值的有效停留点,设置停留时间为0.5小时为其一次有目的的出行的时间阈值;
(1.4)如果手机用户相邻两次有效停留点的距离不小于0.5KM,则两次停留点间作为该用户的一次出行;
(1.5)遍历所有用户有效停留表,判断其出行链的起终点;
(1.6)统计起终点间的交通出行量;
(2)基于手机信令数据的路段机动车出行需求估计
(2.1)基于基站位置及时间点数据,获得信令数据出行的行程时间和出行速度,对出行方式进行初次判别,判别的结果为机动车出行或非机动车出行;
(2.2)将机动车的出行矩阵匹配至路网上,得到出行OD在路网上的分布结果;
(2.3)统计各个路段的出行需求,记某路段的出行需求为Ni。
3、交运营数据的客流及满载率统计,统计路段上各个线路公交车的满载率βi和额定车容量Vi。
4、通过公交运行的道路服务水平条件、效益值判断是否设置公交专用道,并计算设置后的路段总体出行时间效益值,具体如下:
(1)、依据道路服务水平条件设置公交专用道
当公交平均运营车速小于等于自由流速的0.5倍时,为保证公交服务水平,应设置公交专用道,
Vi≤0.5V
V——自由流速度,
ω——路段公交客流占断面流量比,
γ——路段公交专用道占断面道路资源占比,
Wb——路段公交车客运量;
Ni——路段的出行需求,
ni——某线路公交单位小时途经班次,
vi——某线路额定车容量,
βi——某线路路段满载率,
Wr=Ni-Wb
Wr——路段其他车辆客运量,
路段公交专用道占断面道路资源比例通过车道占比简化计算,通过公交专用道承担的客流占比与公交专用道的道路资源占比的比值来衡量公交专用道的实际运行效益(公交专用道客流对道路资源占用的效益)。理论上该比值大于1.0说明公交专用道的设置对于道路资源的路权分配是合理的。综上,当Vi≤0.5V,大于1时,认为该路段设置公交专用道是合适的。
(2)、公交专用道设置评价
把公交专用道运行效益转化为出行者的时耗变化,计算公交专用道设置前后的路段总体出行时间值,计算设置公交专用道后的路段总体出行时间效益值Q,时间效益值Q越高,设置专用道后路段运行效率提升越明显,Q计算如下:
Q——设置公交专用道时间效益值;
t10——专用道设置前公交车路段行驶时间;
t11——专用道设置后公交车路段行驶时间;
t20——专用道设置前社会车辆路段行驶时间;
t21——专用道设置后社会车辆路段行驶时间;
β——设置公交专用道后社会出行的转化比例;
L——公交专用道长度。
本发明的优点及有益效果:本发明结合手机信令数据和公交车 GPS数据,获取计算公交专用道设置标准和运行效益所需的数据,设置评价指标以定量评价设置公交专用道的合理性和效益性,方法具有成本低、易实施、结果准确可靠的特点,可为公交专用道的设置工作提供参考依据,以提高道路资源的利用效率。
附图说明
图1为本发明的公交专用道设置方法流程图。
具体实施方式
下面根据说明书附图举例对本发明方法可行性、有效性作进一步的说明,本实施例可应用于公交专用道的设置工作,具有较大的经济社会价值。
实施例1
一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,步骤如下:
(1)通过公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度;
(2)通过手机信令数据估计居民出行需求及路段机动车出行需求;
(3)通过公交企业数据统计得到额定车容量及满载率;
(4)通过公交运行的道路服务水平条件、效益值综合判断是否设置公交专用道,为公交专用道承担的客流占比与公交专用道的道路资源占比的比值,当公交运行速度低于设定阈值,且效益值高于设定阈值时,认为该路段设置公交专用道是合适的,并计算公交专用道设置后的路段总体出行时间效益值Q,效益值Q越高,说明设置公交专用道对路段运行效率提升越明显。
下面对如上各个步骤解释具体如下:
1、公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度的方法具体如下:
(1)获得基础数据;
(2)数据预处理,筛选出有效数据;
(3)路网数据解析处理;
(4)地图匹配处理;利用地图匹配方法将公交车辆定位点准确匹配到其实际运行线路上,地图匹配方法是将返回的定位点经纬度信息与电子地图道路数据进行比较、匹配,计算出车辆在道路上的位置;
(5)路段公交平均运行速度计算;通过对公交GPS数据进行匹配计算,得到公交车辆行驶速度及路段平均运行速度;
(6)路段公交车流量
(6.1)由公交车GPS行程与路段的对应关系,将所有经过某路段的GPS轨迹筛选出来;
(6.2)根据公交车轨迹识别出不同的公交线路并与公交线网数据进行匹配;
(6.3)统计单位时间内通过路段的不同公交线路的流量ni。
2、手机信令数据估计居民出行需求和路段机动车出行需求的计算方法具体如下:
(1)基于手机信令数据的居民出行需求估计
(1.1)根据基站经纬度信息,将基站平均服务半径内的基站进行聚类合并处理;
(1.2)根据聚合处理后的基站,确定手机用户的停留轨迹;
(1.3)选择每个手机用户有效停留轨迹中,停留时间不小于设定阈值的有效停留点,设置停留时间为0.5小时为其一次有目的的出行的时间阈值;
(1.4)如果手机用户相邻两次有效停留点的距离不小于0.5KM,则两次停留点间作为该用户的一次出行;
(1.5)遍历所有用户有效停留表,判断其出行链的起终点;
(1.6)统计起终点间的交通出行量;
(2)基于手机信令数据的路段机动车出行需求估计
(2.1)基于基站位置及时间点数据,获得信令数据出行的行程时间和出行速度,对出行方式进行初次判别,判别的结果为机动车出行或非机动车出行;
(2.2)将机动车的出行矩阵匹配至路网上,得到出行OD在路网上的分布结果;
(2.3)统计各个路段的出行需求,记某路段的出行需求为Ni。
3、交运营数据的客流及满载率统计,统计路段上各个线路公交车的满载率βi和额定车容量Vi。
4、通过公交运行的道路服务水平条件、效益值判断是否设置公交专用道,并计算设置后的路段总体出行时间效益值,具体如下:
(1)、依据道路服务水平条件设置公交专用道
当公交平均运营车速小于等于自由流速的0.5倍时,为保证公交服务水平,应设置公交专用道,
Vi≤0.5V
V——自由流速度,
ω——路段公交客流占断面流量比,
γ——路段公交专用道占断面道路资源占比,
Wb——路段公交车客运量;
Ni——路段的出行需求,
ni——某线路公交单位小时途经班次,
vi——某线路额定车容量,
βi——某线路路段满载率,
Wr=Ni-Wb
Wr——路段其他车辆客运量,
路段公交专用道占断面道路资源比例通过车道占比简化计算,通过公交专用道承担的客流占比与公交专用道的道路资源占比的比值来衡量公交专用道的实际运行效益(公交专用道客流对道路资源占用的效益)。理论上该比值大于1.0说明公交专用道的设置对于道路资源的路权分配是合理的。综上,当Vi≤0.5V,大于1时,认为该路段设置公交专用道是合适的。
(2)、公交专用道设置评价
把公交专用道运行效益转化为出行者的时耗变化,计算公交专用道设置前后的路段总体出行时间值,计算设置公交专用道后的路段总体出行时间效益值Q,时间效益值Q越高,设置专用道后路段运行效率提升越明显,Q计算如下:
Q——设置公交专用道时间效益值;
t10——专用道设置前公交车路段行驶时间;
t11——专用道设置后公交车路段行驶时间;
t20——专用道设置前社会车辆路段行驶时间;
t21——专用道设置后社会车辆路段行驶时间;
β——设置公交专用道后社会出行的转化比例;
L——公交专用道长度。
Claims (4)
1.一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,其特征在于,步骤如下:
(1)通过公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度;
(2)通过手机信令数据估计居民出行需求及路段机动车出行需求;
(3)通过公交企业数据统计得到额定车容量及满载率;
(4)通过公交运行的道路服务水平条件、效益值综合判断是否设置公交专用道,为公交专用道承担的客流占比与公交专用道的道路资源占比的比值,当公交运行速度低于设定阈值,且效益值高于设定阈值时,认为该路段设置公交专用道是合适的,并计算公交专用道设置后的路段总体出行时间效益值Q,
其中,依据道路服务水平条件设置公交专用道方法如下:
当公交平均运营车速小于等于自由流速的0.5倍时,为保证公交服务水平,应设置公交专用道,
Vi≤0.5V
V——自由流速度,
ω——路段公交客流占断面流量比,
γ——路段公交专用道占断面道路资源占比,
wb——路段公交车客运量;
Ni——路段的出行需求,
ni——某线路公交单位小时途经班次,
Vi——某线路额定车容量,
βi——某线路路段满载率,
Wr=Ni-Wb
Wr——路段其他车辆客运量,
其中,公交专用道设置评价的方法如下:
把公交专用道运行效益转化为出行者的时耗变化,计算公交专用道设置前后的路段总体出行时间值,计算设置公交专用道后的路段总体出行时间效益值Q,时间效益值Q越高,设置专用道后路段运行效率提升越明显,Q计算方法如下:
t10——专用道设置前公交车路段行驶时间;
t11——专用道设置后公交车路段行驶时间;
t20——专用道设置前社会车辆路段行驶时间;
t21——专用道设置后社会车辆路段行驶时间;
β——设置公交专用道后社会出行的转化比例;
L——公交专用道长度。
2.根据权利要求1所述的一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,其特征在于:通过公交GPS数据计算获取公交车流量及运行速度的方法具体如下:
(1)获得基础数据;
(2)数据预处理,筛选出有效数据;
(3)路网数据解析处理;
(4)地图匹配处理;利用地图匹配方法将公交车辆定位点准确匹配到其实际运行线路上,地图匹配方法是将返回的定位点经纬度信息与电子地图道路数据进行比较、匹配,计算出车辆在道路上的位置;
(5)路段公交平均运行速度计算;通过对公交GPS数据进行匹配计算,得到公交车辆行驶速度及路段平均运行速度;
(6)路段公交车流量
(6.1)由公交车GPS行程与路段的对应关系,将所有经过某路段的GPS轨迹筛选出来;
(6.2)根据公交车轨迹识别出不同的公交线路并与公交线网数据进行匹配;
(6.3)统计单位时间内通过路段的不同公交线路的流量ni。
3.根据权利要求1所述的一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,其特征在于:通过手机信令数据估计居民出行需求和路段机动车出行需求的计算方法具体如下:
(1)基于手机信令数据的居民出行需求估计
(1.1)根据基站经纬度信息,将基站平均服务半径内的基站进行聚类合并处理;
(1.2)根据聚合处理后的基站,确定手机用户的停留轨迹;
(1.3)选择每个手机用户有效停留轨迹中,停留时间不小于设定阈值的有效停留点,设置停留时间为0.5小时为其一次有目的的出行的时间阈值;
(1.4)如果手机用户相邻两次有效停留点的距离不小于0.5KM,则两次停留点间作为该用户的一次出行;
(1.5)遍历所有用户有效停留表,判断其出行链的起终点;
(1.6)统计起终点间的交通出行量;
(2)基于手机信令数据的路段机动车出行需求估计
(2.1)基于基站位置及时间点数据,获得信令数据出行的行程时间和出行速度,对出行方式进行初次判别,判别的结果为机动车出行或非机动车出行;
(2.2)将机动车的出行矩阵匹配至路网上,得到出行OD在路网上的分布结果;
(2.3)统计各个路段的出行需求,记某路段的出行需求为Ni。
4.根据权利要求1所述的一种基于手机信令和公交车GPS数据的公交专用道设置方法,其特征在于:基于公交运营数据的客流及满载率统计,统计路段上各个线路公交车的满载率βi和额定车容量vi。
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