CN113792528B - 一种公交站点可用性编码方法 - Google Patents

Abstract

一种公交站点可用性编码方法，属于交通运输技术领域，主要解决在乘客公共交通出行需求与公交站点线路供给之间的矛盾问题。包括如下步骤：步骤S1、公交站点线路走向划分：将公交站点线路走向依次划分为东、东南、南、西南、西、西北、北、东北8个走向；步骤S2、数据描述：获取研究区域内各公交站点的线路数据以及各公交站点周边M_s范围内的地铁线路数据；步骤S3、公交站点可用性编码：公交站点线路信息编码和公交站点承载力编码。通过系统且高效的编码方法反映站点的基础信息与运行状态，为公交线路优化分析，大规模公交站点的管理，提升公共交通系统的运行效率提供了有效可行的方法。

Description

一种公交站点可用性编码方法

技术领域

本发明属于交通运输技术领域，针对公共交通站点的线路信息、线路承载力进行两种方式的站点编码，可以对公交站点属性特征数据进行补充，可用于智慧城市建设以及基础设施数字化，为城市大规模公交站点的管理提供可行方法

背景技术

国内外研究中对用城市交通编码方法的研究多集中在对道路交叉口或公交线网制定编码方法，其中针对公交线网的系统编码方法研究主要基于单一的公交线路层面进行研究，以公交线路为研究单位，通过单线路客流量信息的统计编码来研究公交线路的承载能力，评估公交网络的服务水平。

公交站点作为公交网络中乘客选择上下车的节点，不同站点的线路运载能力与线路通行可达范围也各不相同，站点的换乘便利性、通行线路的辐射方向、运载力情况均会影响乘客对公交出行方式的选择，因此有必要针对公交站点，通过系统且高效的编码方法反映站点的基础信息与运行状态，为城市大规模公交站点的管理提供可行方法，以推行基础设施数字化以及智慧城市建设。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种公交站点可用性编码的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的方法如下：

一种公交站点可用性编码方法，包括如下步骤：

步骤S1、公交站点线路走向划分：对公交站点s公交线路走向依次划分为东、东南、南、西南、西、西北、北、东北，共八个；公交站点线路走向是以研究站点与公交线路终点站之间线路走向进行定义。

步骤S2、数据描述：获取公交站点s线路数据以及公交站点周边M_s范围内的地铁线路信息；公交站点线路数据包括研究区域内各公交站点八个走向上的公交线路条数、线路站点经纬度、公交线路上所运营公交车承载力；以公交站点s作为研究站点，将其作为中心，获取周边范围内的可换乘地铁线路和运行方向个数以及相应线路对应的运营列车承载力和列车编组数。

步骤S3、公交站点可用性编码：公交站点线路信息编码和公交站点承载力编码。

所述步骤S3具体包括如下步骤：

步骤S31、公交站点线路信息编码：从右到左数依次对第一至第九位进行公交站点线路信息编码；

步骤S32、公交站点承载力编码：从右到左数依次对第一至第九位进行公交站点承载力编码。

所述步骤S31具体包括如下步骤：

步骤S311、确定研究区域内公交站点s某一走向为首位，沿首位走向的顺时针方向，根据公交站点与公交线路终点站的经纬度，确定每个线路走向上的公交线路条数；

步骤S312、依据公交线路条数从右至左依次对第一至第八位进行公交站点线路信息编码，并进行标准化至整数0-9，若该走向公交线路条数小于等于8，该位数字不变；若大于8，则记为9；

步骤S313、根据公交站点s周边范围M_s＝1000m内可换乘地铁线路总运行方向个数，从右至左对第九位进行公交站点线路信息编码，并进行标准化至整数0-9，若可换乘地铁线路总运行方向个数小于等于8，该位数字不变；若大于8，则记为9。

所述步骤S32具体包括如下步骤：

步骤S321、根据研究区域内各通行线路所涉及的公交车型，按照车型的承载容量进行的公交车型单车承载力分级，四舍五入进行取整，为站点s走向d线路r上k类公交车型单车承载力；

其中，S为研究区域内公交站点的集合，S＝{s|s＝1,2,3,...,|S|}，|S|为研究区域内公交站点的总数；K为公交车型的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,|K|},|K|为公交车类型总数；为线路r上第k类公交车型额定载客量，/>为线路r上类型1的公交车型额定载客量，且这类公交车型额定载客量是所有车型中最小的，等级为1。

步骤S322、确定研究区域内所有公交站走向中承载力的最大值L_max，通过走向承载力基数E，对公交站走向承载力/>进行分级，四舍五入进行取整，标准化至整数0-9，即若公交站点走向承载力等级小于等于8，等级不变；若大于8，则等级都记为9；公交站走向中承载力/>的计算方式如下：

其中，D为公交站点s走向的集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,8}，当d＝1时，代表选择的首位方向，依次类推。为公交站点s走向d上的承载力；R为公交站点s走向d上k类车型的线路集合，R＝{r|r＝1,2,3,...,|R|}，|R|为公交站点s走线d上k类公交车型的线路总数；

承载力基数E的计算方式如下：

其中L_max为研究区域内所有公交站点走向中承载力的最大值。公交站点s走向d承载力等级计算公式：

步骤S323、根据得到八个走向上公交站点走向承载力等级，从首位走向开始顺时针从右至左依次对第一至第八位进行公交站点承载力编码；

步骤S324、根据地铁线路列车车辆类型，按照列车车型的承载容量进行单车承载力分级，四舍五入进行取整，L_m为第m类列车车型承载力等级；

其中，C_m为第m类地铁列车车型额定载客量，M为地铁列车类型集合，M＝{m|m＝1,2,3,...,|M|},|M|为地铁列车类型总数。C₁为类型1的地铁列车车型额定载客量，且这类地铁列车车型额定载客量是所有车型中最小的，等级为1。

步骤S325、确定研究区域内公交站点s周边M_s范围内可换乘地铁线路承载力Q_s最大值Q_max，计算可换乘地铁线路承载力基数Z，对Q_s进行分级，四舍五入进行取整，标准化至整数0-9，得到公交站点可换乘地铁线路承载力等级Q_s′；

其中，为公交站点s周边M_s范围内换乘第n条地铁线路列车单车类型为m中的地铁列车的单车承载力等级，可换乘第n条地铁线路列车单车类型m可以通过实地调查获取；为公交站点s周边M_s范围内可换乘第n条地铁线路列车单车类型为m中的地铁列车编组数，通过实地调查获取；N为地铁列车m类型的线路集合，N＝{n|n＝1,2,3,...,|N|},|N|为地铁列车m类型的线路总数。

可换乘地铁线路承载力基数Z计算方式如下：

Q_max＝Max{Q₁,Q₂,Q₃,...,Q_|S|}

其中，Q_max为研究区域范围内，根据实调查数据得到公交站点周边M_s范围内可换乘地铁线路承载力的最大值。

公交站点s周边M_s范围内换乘地铁线路承载力等级Q_s′计算公式如下：

步骤S326、根据得到的Q_s′，从右至左对第九位进行公交站点地铁承载力编码。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结合公交站点公交线路基础信息与站点周围可换乘信息，建立站点信息编码；结合公交线路基础信息与运营信息，通过对公交站点各走向上公交以及地铁线路承载力的计算与分级，完成公交站点承载力编码。

本发明编码操作简便且高效，可用于智慧城市建设以及基础设施数字化，为城市大规模公交站点的管理提供可行方法。同时，编码信息可以有效的反映站点所能承载客流情况，可进一步结合公交线路客流需求，进行线路优化分析，从而提升公共交通系统的运行效率。

附图说明

图1为公交站点可用性编码的方法流程图；

图2为公交站点研究区域示意图；

图3为站点辐射公交线路定义方向示意图。

具体实施方式

以下结合附图1、2和3，对本发明的结构作进一步描述。包括以下步骤：

步骤S1、公交站点s线路走向划分：对公交站点s公交线路走向依次划分为东、东南、南、西南、西、西北、北、东北，共八个；

步骤S2、数据描述：获取公交站点s线路数据以及公交站点周边M_s范围内的地铁线路信息；

步骤S3、公交站点可用性编码：公交站点线路信息编码和公交站点承载力编码。

本实施例以北京故宫-东单-北京CBD核心区作为研究区域，东至北京天安门、故宫博物馆，西至北京CBD核心区，南至北京站，北至朝阳门内、外大街，如图2所示。将研究区域内的东大桥路口西站作为研究对象，依据步骤1，将公交站点线路走向划分为：东、东南、南、西南、西、西北、北、东北，共八个。如图3所示，中心圆代表研究站点，两虚线范围内的用阴影标记的为终点站所在走向。

根据步骤S2，获取研究区域范围内，各公交站点八个走向上的公交线路条数、线路站点经纬度以及研究范围内线路公交车的承载力。

根据步骤S3，对公交站点线路信息和公交站点承载力进行编码。

步骤S311、确定研究区域内公交站点s某一走向为首位，沿首位走向的顺时针方向，根据公交站点与公交线路终点站的经纬度，确定每个线路走向上的公交线路条数；

步骤S312、依据公交线路条数从右至左依次对第一至第八位进行公交站点线路信息编码，并进行标准化至整数0-9，若该走向公交线路条数小于等于8，该位数字不变；若大于8，则记为9；

步骤S313、根据公交站点s周边范围M_s＝1000m内可换乘地铁线路总运行方向个数，从右至左对第九位进行公交站点线路信息编码，并进行标准化至整数0-9，若可换乘地铁线路总运行方向个数小于等于8，该位数字不变；若大于8，则记为9。

选择东大桥路口西站作为研究站点，通过实地调查以及利用百度地图获取线路站点的经纬度数据，确定东大桥路口西站每个走向上的公交线路条数，如表1所示：

表1东大桥路口西站各走向线路条数

表1中分别对八个走向标号，首位东走向标号为1，以此类推至走向东北标号为8。

根据得到的八个走向的公交线路条数，从右至左依次进行编码，组成字符串“00114100”。

百度地图上的地理信息显示以及实地调查，东大桥路口西站出行阈值1000米以内，只有1个东大桥地铁站，可换乘北京地铁6号线，总运行方向个数为2。从右至左对第九位数进行编码，数字记为2，组成共九位的公交站点线路信息编码“200114100”。

步骤S321、根据研究区域内各通行线路所涉及的公交车型，按照车型的承载容量进行的公交车型单车承载力分级，四舍五入进行取整，为站点s走向d线路r上k类公交车型单车承载力；

其中，，S为研究区域内公交站点的集合，S＝{s|s＝1,2,3,...,|S|}，|S|为研究区域内公交站点的总数；K为公交车型的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,|K|},|K|为公交车类型总数；为线路r上第k类公交车型额定载客量，/>为通过线路r的类型1公交车型额定载客量，类型1的公交车型额定载客量是所有车型中最小的，设等级为1。

研究区域内线路涉及的公交车型，仅考虑研究站点公交车的输送能力和服务范围，不考虑车型服务水平、乘客体验、票价等因素的影响，仅针对各车型的额定载客量作分析。通过调查，研究区域内通行公交线路车型为中型客车、双层巴士、铰接车三种类型，各车型额定载客人数分别为80人、100人140人。三种类型公交车型等级计算公式如下：

东大桥路口西站的通行公交线路各车型额定载客量及单车承载力等级如表2所示：

表2东大桥路口西站通行线路公交车型额定载客量与承载力等级

步骤S322、确定研究区域内所有公交站走向中承载力的最大值L_max，通过走向承载力基数E，对公交站走向承载力/>进行分级，四舍五入进行取整，标准化至整数0-9，即若公交站点走向承载力等级小于等于8，等级不变；若大于8，则等级都记为9；公交站走向中承载力/>的计算方式如下：

其中，D为公交站点s走向的集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,8}，当d＝1时，代表选择的首位方向，依次类推。为公交站点s走向d上的承载力；R为公交站点s走向d上k类车型的线路集合，R＝{r|r＝1,2,3,...,|R|}，|R|为公交站点s走线d上k类公交车型的线路总数；

承载力基数E的计算方式如下：

其中L_max为研究区域内所有公交站点走向中承载力的最大值。公交站点s走向d承载力等级计算公式：

根据公交站走向中承载力的计算方式，东大桥路口西站各走向的承载力分别为0,0,1,3,4,3,0,0。

研究区域内所有公交站走向中L_max的最大值为大北窑东公交站点的东走向，值为15。承载力基数E为：

对公交站点单走向承载力进行分级，四舍五入进行取整，标准化至[0,9]，东大桥路口西站的各方向承载力指数计算如下所示：

步骤S323、根据得到八个走向上公交站点走向承载力等级，从首位走向开始顺时针从右至左依次对第一至第八位进行公交站点承载力编码；

依据东大桥路口西站各走向公交线路承载力指数，从右到左依次对第一至第八位进行编码，组成字符串为“00232100”。

步骤S324、根据地铁线路列车车辆类型，按照列车车型的承载容量进行单车承载力分级，四舍五入进行取整，L_m为第m类列车车型承载力等级；

其中，C_m为第m类地铁列车车型额定载客量，M为地铁列车类型集合，M＝{m|m＝1,2,3,...,|M|},|M|为地铁列车类型总数。C₁为类型1的地铁列车车型额定载客量，且这类地铁列车车型额定载客量是所有车型中最小的，等级为1。

根据地铁设计规范，地铁列车车型A型车、B型车以及C型车三种车型，各车型额定人数分别为310人、额定250人以及额定220人。三类车型等级计算如下所示：

地铁列车车型A型车、B型车以及C型车三种车型的等级分别为1级，1级，2级。

步骤S325、确定研究区域内公交站点s周边M_s范围内可换乘地铁线路承载力Q_s最大值Q_max，计算可换乘地铁线路承载力基数Z，对Q_s进行分级，四舍五入进行取整，标准化至整数0-9，得到公交站点可换乘地铁线路承载力等级Q_s′；

其中，为公交站点s周边M_s范围内换乘第n条地铁线路列车单车类型为m中的地铁列车的单车承载力等级，可换乘第n条地铁线路列车单车类型m可以通过实地调查获取；为公交站点s周边M_s范围内可换乘第n条地铁线路列车单车类型为m中的地铁列车编组数，通过实地调查获取；N为地铁列车m类型的线路集合，N＝{n|n＝1,2,3,...,|N|},|N|为地铁列车m类型的线路总数。

可换乘地铁线路承载力基数Z计算方式如下：

Q_max＝Max{Q₁,Q₂,Q₃,...,Q_|S|}

其中，Q_max为研究区域范围内，根据实调查数据得到公交站点周边M_s范围内可换乘地铁线路承载力的最大值。

公交站点s周边M_s范围内换乘地铁线路承载力等级Q_s′计算公式如下：

通过实地调查，东大桥路口西站线路可换乘地铁站为东大桥地铁站，属于北京地铁6号线，共有2个运行方向数，列车车型为B型车，6编组，可换乘地铁线路承载力为12，计算公式如下所示。

Q_s＝1×6+1×6＝12

在研究区域内，通过调查米市大街公交站的可换乘地铁线路最大承载力Q_max为76，在周边M_s＝1000m范围内有4个可换乘的地铁站点，分别为灯市口站，东单站，建国门，北京站。可换乘地铁承载力基数Z为：

对公交站点可换乘地铁承载力进行分级，四舍五入进行取整，标准化至[0,9]，可换乘地铁承载力指数计算如下：

步骤S326、根据得到的Q_s′，从右至左对第九位进行公交站点地铁承载力编码。

根据计算得到东大桥路口西站公交站点可换乘地铁承载力指数为2，从右至左公交站点承载力编码的第九位数为2，最终组成共九位的公交站点承载力编码“200232100”。

通过选取东大桥路口西站为例进行公交站点可用性编码，分别得到站点的线路信息编码“200114100”以及承载力编码“200232100”，如表3所示。通过得到的线路信息编码可以看出东大桥路口西站在8个走向中，共经过7条公交线路，其中有4个走向是有公交线路的，其余4个走向没有，在所有走向中西南走向的线路条数最多，为4条，可以换乘地铁线路数有2条。从承载力编码来看，西走向的承载力等级最高为3，而拥有线路条数最多的西南走线承载力为2，产生这样结果的原因与公交车型有关。在公交站1000米范围内换乘地铁线路承载力等级为2。根据公交站点可用性编码方法可以看到东大桥路口西站公交线路基础信息与承载力信息，该站点公交线路分布不均匀，呈现出西多东少的分布，线路客流的承载能力不高，换乘地铁的便利性不高的特点。根据站点线路分布、客流承载能力以及可换乘地铁便利性，有利于公交企业结合实际客流量以及乘客的出行分布对该公交站点车辆以及线路进行合理调整优化，达到公交资源的供给与乘客需求之间的平衡。

表3公交站点信息表

公交站点名	线路信息编码	承载力编码
			东大桥路口西站	200114100	200232100

本发明能够取得以下有益效果：

本发明对公交站点划分8个走向，利用各走向的公交线路条数以及可换乘地铁线路方向数对公交站点进行可用性的线路信息编码，能清晰直观的反映公交站点线路基础信息、线路走向分布以及可换乘地铁线路信息。

本发明对公交站点各走向线路公交车型以及可换乘地铁列车车型的单车承载力进行分级，通过承载能力计算得到各走向的公交承载力等级以及可换乘地铁线路承载力等级，对公交站点进行可用性的承载力编码，可以显著反映出公交站点各走向线路承载能力以及可换乘列车的承载能力。

本发明编码操作简便且高效，可用于智慧城市建设以及基础设施数字化，为城市大规模公交站点的管理提供可行方法。

本发明通过编码的形式，增加了公交站点线路信息以及承载力属性，便于清晰准确了解公交站点线路信息、承载能力以及可换乘便捷性等特征，可进一步结合公交线路客流需求，进行线路优化分析，从而提升公共交通系统的运行效率。

最后应说明的是：以上示例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的示例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种公交站点可用性编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、公交站点线路走向划分：将公交站点线路走向依次划分为东、东南、南、西南、西、西北、北、东北，共八个；

步骤S2、数据描述：获取研究区域内各公交站点的线路数据以及各公交站点周边M_s范围内的地铁线路数据；

步骤S3、公交站点可用性编码：公交站点线路信息编码和公交站点承载力编码；

所述步骤S1中，公交站点线路走向是以研究站点与公交线路终点站之间线路走向进行定义，划分至东、东南、南、西南、西、西北、北、东北其中的一个走向；

所述步骤S2中，公交站点线路数据包括研究区域内各公交站点八个走向上的公交线路条数、线路站点经纬度、公交线路上所运营公交车承载力；以公交站点s作为研究站点，将其作为中心，获取周边范围M_s内的可换乘地铁线路和运行方向个数以及相应线路对应的运营列车承载力和列车编组数；

所述步骤S3具体包括如下步骤：

步骤S31、公交站点线路信息编码：从右到左数依次对第一至第九位进行公交站点线路信息编码

步骤S32、公交站点承载力编码：从右到左数依次对第一至第九位进行公交站点承载力编码；

所述步骤S31具体包括如下步骤：

步骤S311、确定研究区域内公交站点s某一走向为首位，沿首位走向的顺时针方向，根据公交站点s与公交线路终点站的经纬度，确定每个线路走向上的公交线路条数；

步骤S312、依据公交线路条数从右至左依次对第一至第八位进行公交站点线路信息编码，并进行标准化至整数0-9，若该走向公交线路条数小于等于8，该位数字不变；若大于8，则记为9；

步骤S313、根据公交站点s周边范围M_s＝1000m内可换乘地铁线路总运行方向个数，从右至左对第九位进行公交站点线路信息编码，并进行标准化至整数0-9，若可换乘地铁线路总运行方向个数小于等于8，该位数字不变；若大于8，则记为9；

所述步骤S32具体包括如下步骤：

步骤S321、根据研究区域内各通行线路所涉及的公交车型，按照车型的承载容量进行的公交车型单车承载力分级，四舍五入进行取整，为站点s走向d线路r上k类公交车型单车承载力；

步骤S322、确定研究区域内所有公交站点走向中承载力的最大值L_max，通过走向承载力基数E，对公交站点走向承载力/>进行分级，四舍五入进行取整，标准化至整数0-9，即若公交站点走向承载力等级小于等于8，等级不变；若大于8，则等级都记为9；

步骤S323、根据得到八个走向承载力等级，从首位走向开始顺时针从右至左依次对第一至第八位进行公交站点承载力编码；

步骤S324、根据地铁线路列车车辆类型，按照列车车型的承载容量进行单车承载力分级，四舍五入进行取整，L_m为第m类列车车型承载力等级；

步骤S325、确定研究区域内公交站点s周边M_s范围内可换乘地铁线路承载力Q_s最大值Q_max，计算可换乘地铁线路承载力基数Z，对Q_s进行分级，四舍五入进行取整，标准化至整数0-9，得到公交站点可换乘地铁线路承载力等级Q_s′；

步骤S326、根据得到的Q_s′，从右至左对第九位进行公交站点地铁承载力编码；

所述步骤S321中站点s走向d线路r上k类公交车型单车承载力计算方法如下：

其中，S为研究区域内公交站点的集合，S＝{s|s＝1,2,3,...,|S|}，|S|为研究区域内公交站点的总数；K为公交车型的集合，K＝{k|k＝1,2,3,...,|K|},|K|为公交车类型总数；为线路r上第k类公交车型额定载客量，/>为线路r上类型1的公交车型额定载客量，且这类公交车型额定载客量是所有车型中最小的，等级为1；

所述步骤S322中公交站走向中承载力的计算方式如下：

其中，D为公交站点s走向的集合，D＝{d|d＝1,2,3,...,8}，当d＝1时，代表选择的首位方向，依次类推；为公交站点s走向d上的承载力；R为公交站点s走向d上k类车型的线路集合，R＝{r|r＝1,2,3,...,|R|}，|R|为公交站点s走向d上k类公交车型的线路总数；

承载力基数E的计算方式如下：

其中L_max为研究区域内所有公交站点走向中承载力的最大值；公交站点s走向d承载力等级计算公式：

所述步骤S324中m类地铁列车车型承载力等级L_m计算公式如下：

其中，C_m为第m类地铁列车车型额定载客量，M为地铁列车类型集合，M＝{m|m＝1,2,3,...,|M|},|M|为地铁列车类型总数；C₁为类型1的地铁列车车型额定载客量，且这类地铁列车车型额定载客量是所有车型中最小的，等级为1；

所述步骤S325中可换乘地铁线路承载力Q_s计算方式如下：

其中，为公交站点s周边M_s范围内换乘第n条地铁线路列车单车类型为m中的地铁列车的单车承载力等级，可换乘第n条地铁线路列车单车类型m通过实地调查获取；/>为公交站点s周边M_s范围内可换乘第n条地铁线路列车单车类型为m中的地铁列车编组数，通过实地调查获取；N为地铁列车m类型的线路集合，N＝{n|n＝1,2,3,...,|N|},|N|为地铁列车m类型的线路总数；

可换乘地铁线路承载力基数Z计算方式如下：

Q_max＝Max{Q₁,Q₂,Q₃,...,Q_|S|}

其中，Q_max为研究区域范围内，根据实际调查数据得到公交站点周边M_s范围内可换乘地铁线路承载力的最大值；

公交站点s周边M_s范围内换乘地铁线路承载力等级Q_s′计算公式如下：