一路一线模式用于实时调度的客流数据描述方法与流程
本发明属于智能交通技术领域，具体涉及一路一线模式用于实时调度的客流数据描述方法。
背景技术：
“一路一线”是一种新的常规公交模式，即一条道路只运行一路公交线，公交站设在交叉路口便于换乘，该模式有很多优点，是解决现有公交问题(如等车时间长，公交站拥挤，重复系数大，公交资源浪费大，客流不均衡等)的一种有效模式，但存在较多实际问题需要解决，其中，换乘多是首先要解决的问题，原则上要求换乘方便、快捷，即要尽量减少换乘所用的时间，但是现有的公交站布局根据交通规则都设置在交叉口50米之外，在交叉口换乘很不方便。换乘问题不解决，“一路一线”模式就没有实用价值。目前，发明人已经解决了常见三种交叉口的换乘问题，即十字交叉口、丁字交叉口和环形交叉口的换乘问题，可以进行“一路一线”模式的试点应用。
下一个要解决的重要问题是实时调度。当然，实时调度没有解决，只要换乘问题解决了，“一路一线”模式也可以运行应用，但影响公交服务质量和浪费公交资源。实时调度是公交系统的难题，目前的公交系统不是“一路一线”模式，实时调度的问题一直没有解决。“一路一线”模式结构简单，实时调度的问题有希望得到解决，但仍然面临着较多难题。例如，停车点的设置问题，常用的首末站停车模式不能实现公交车实时到达拥挤点，需要采用分布式停车点模式，即在公交车线路上分布多个停车点。客流数据是随机变化的，公交车的发车密度和发车点、收车点也要同步变化，这就是实时调度。
实时调度首先要解决客流数据的描述问题。对于客流数据，目前存在的一些描述变量有od客流量，断面客流量，历史客流量，公交拥挤度等，这些变量是对过去客流的统计描述，不是实时变量，对公交调度的实时性没有直接指导意义，只有间接参考意义。本发明人提出过载客状态、载客状态分布图等概念，是实时变量，描述的是实时客流，对实时调度有参考意义，但需要继续提取有用信息并进一步处理才能直接指导实时调度。
目前的公交调度主要是基于历史客流量的统计数据来制定发车时刻表，辅之以一定的调节手段，但并不能实现实时调度。
例如，如果客流量有比较大的变化需要临时加车或者减车，但增加的公交车一般不能实时到达拥挤段，不能实现实时调度。实时调度至少要做到2点：一是实时获得客流数据及其变化，二是增加的公交车实时到达拥挤段。对目前的公交系统而言，第一点正在发展，但不成熟，应用较少，第二点不能实现。
对于“一路一线”公交模式，唯有一篇文章中提到实时调度(本发明人发表的文章)，但没有深入研究，此外，没有发现其他有关“一路一线”实时调度的研究成果。对于当前公交模式，有2种公交拥挤度，一种是统计公交拥挤度，以统计的历史客流量来计算某处的公交拥挤度，对实时调度没有直接指导意义，另外一种公交拥挤度是实时拥挤度，是指某一辆公交内乘客占满载的比例来定义，不同的文章叫法稍有差别，但含义相同，即分为如下几种状态：有座，满座，拥挤，过度拥挤4种状态，这种实时拥挤度只能描述某一辆公交车的拥挤度，不能描述整个线路的拥挤度。
在发明人2017年发表的文章中，定义了载客状态(相当于公交实时拥挤度)，载客状态分布图，分布式停车点模型。这3个因素是实时调度的基础，载客状态表示了公交车的实时拥挤程度，还包含停靠状态。载客状态分布图是一种电子地图，描述了指定区域内每一条公交线上所有公交车的载客状态，并在电子地图上显示其载客状态和位置，不同的载客状态以不同的颜色显示，载客状态分布图每隔一定的时间更新一次，如果更新时间足够短，例如5秒或者更短，则可以称之为实时更新。载客状态分布图可以反映实时的客流数据状态，而分布式停车点模型可以实现在离拥挤段最近的停车点增加公交车，可以及时到达拥挤段，停车点越多越均匀越接近实时。
载客状态分布图可以实时反映客流数据的状态，但仍然不能直接指导实时调度，而是需要从中提取有用的信息，实时调度软件根据这些信息决定怎么调节发车时刻表和发车、收车的位置点。
对于客流量的描述，长期停留在od客流量，断面客流量，历史客流量，满载率，统计公交拥挤度等变量上面，这些客流量的描述是对过去客流的统计描述，不是实时客流变量，可以为公交调度的发车时刻表制定提供参考，但不能直接指导公交实时调度。载客状态和载客状态分布图也是近期提出的概念，不能直接指导实时调度。
本发明就是从载客状态分布图中提取用于直接指导实时调度的信息，这些信息描述了公交车的整体拥挤程度，而载客状态只是描述了某一辆公交车的拥挤程度。
整体拥挤程度可以直接指导实时调度，分为几种情况，点拥挤度，段拥挤度，线拥挤度，主拥挤度，区拥挤度，还有整体拥挤度的变化趋势，即各种拥挤度的变化率，平均拥挤度等。还有公交站的拥挤度及其变化率等需要进一步研究。
本发明提到的几种客流描述变量是以前没有使用过的新概念,体现了一种新的客流数据描述方法，事实上，当前公交系统并没有实现实时调度。
技术实现要素：
本发明从载客状态分布图中实时提取在不同点、不同区域的整体公交车拥挤度、平均拥挤度和拥挤度的变化趋势来指导实时调度，调度软件可以根据这些信息实时调节发车时刻表和发车点、收车点的位置。
本发明的技术：
一路一线模式用于实时调度的客流数据描述方法，包括载客状态和载客状态分布图，载客状态包括有座、满座、拥挤、过度拥挤和停靠5个状态，其特征在于，载客状态还包括停止状态，从载客状态分布图中提取了描述公交客流数据的实时变量，包括点拥挤度，段拥挤度，线拥挤度，主拥挤度，区拥挤度，公交车密度,点公交数，点间公交数，单站公交数，还使用了拥挤度采样周期，平均拥挤度以及所有拥挤度的变化率；
所述载客状态是指某一辆公交车的实时拥挤度，有座状态表示有空座位的状态，满座状态表示无空座位而且走道乘客很少的状态，拥挤状态表示走道已经站满了乘客但乘客之间可以保持身体不接触的状态，过度拥挤状态表示走道上的乘客之间无法保持身体不接触的状态，停靠状态表示公交车在公交站停靠的状态，停止状态表示公交车在公交站之间的路段上运行时由于路面拥堵或者公交车故障或者交通事故而临时停止的一种状态，
所述载客状态分布图是指一种电子地图，标识了指定地理范围内所有公交车的载客状态及其位置，载客状态分布图每隔一段时间更新一次，更新时间足够短才能表示实时客流信息，
所述点公交数是指某一个公交站停靠的公交车数，所述点间公交数是指某一个公交站和下一个公交站之间运行的公交车数目，所述单站公交数等于点公交数和点间公交数之和，
所述点拥挤度是指一站的路程上某种载客状态的公交车数占该站的单站公交数的比例，所述点拥挤度变化率等于单位时间内点拥挤度的变化量，
所述段拥挤度是指一段路程上(含多个公交站)某种载客状态的公交车数占该段路程上总公交车数的比例，所述段拥挤度变化率等于单位时间内段拥挤度的变化量，
所述线拥挤度是指一条公交线上某种载客状态的公交车数占该公交线上总公交车数的比例，所述线拥挤度变化率等于单位时间内线拥挤度的变化量，
所述主拥挤度是指一条公交线上所有主公交站道路上某种载客状态的公交车数占所有主公交站的单站公交数总和的比例，所述主公交站是指历史客流较大的公交站，所述主公交站道路指主公交站到与之相邻的下一个公交站之间的道路，所述主拥挤度变化率等于单位时间内主拥挤度的变化量，
所述区拥挤度是指某一个区域内所有公交线路上某种载客状态的公交车数占该区域内总公交车数的比例，所述区拥挤度变化率等于单位时间内区拥挤度的变化量，
所述拥挤度采样周期是指周期性连续不断的统计拥挤度时，连续2次实时统计同一种拥挤度的时间间隔；
所述平均拥挤度是指某段时间内统计出来的某一种拥挤度的全部结果之平均值；
所述公交车密度是指平均1站的路程上所分布的总公交车数，
所述点拥挤度、段拥挤度、线拥挤度、主拥挤度、区拥挤度、公交密度、点公交数、点间公交数、单站公交数的计算都是基于如下条件：1)计算所需要的统计数据都来自于载客状态分布图，而且是指载客状态分布图未更新时进行的统计数据；2)只针对某一个公交运行方向进行统计，即上行方向或者下行方向，所述拥挤度描述的是在某一个范围内某一种载客状态的公交车数在该范围内总公交车数中占的比例，是一种实时变量，其大小随着时间变化，描述了某一个范围内整体公交车的客流拥挤程度，公交调度软件根据拥挤度的大小来决定是加车还是减车以及加车、减车的时间和地点，所述载客状态有6个状态，所以每一种拥挤度都有6个值，
所述拥挤度变化率描述了拥挤度变化的快慢，拥挤度变化率为正数时表示拥挤度在增加，拥挤度变化率为负数时表示拥挤度在减少。
在载客状态分布图中使用不同颜色的图标表示不同的载客状态，绿色表示有座状态，黄色表示满座状态，红色表示拥挤状态，棕色表示过度拥挤状态，蓝色表示停靠状态，深蓝表示停止状态，停靠状态和停止状态的公交车图标，分别使用一半蓝色、一半深蓝，另外一半使用4种颜色(绿、黄、红、棕)之一，表示停靠状态和停止状态的公交车同时处于4种状态(有座、满座、拥挤、过度拥挤)之一，
红色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为红比，使用r表示，
绿色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为绿比，使用g表示，黄色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为黄比，使用y表示，棕色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为棕比，使用z表示，
含有一半蓝色的图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为蓝比，使用b表示，
含有一半深蓝色的图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为深蓝比，使用db表示，
所述红比、绿比、黄比、棕比、蓝比、深蓝比都有6种，对应6种拥挤度，
设定在第i站的点公交数表示为nsi，第i站的点间公交数表示为ni，第i站的单站公交数表示为n1i,所述i为自然数,
一、点拥挤度
点拥挤度包括点红比，点绿比，点黄比，点棕比，点蓝比，点深蓝比，
(1)、所述点红比等于1站的路程上载客状态为拥挤状态的公交车数nr1i与该站的单站公交数n1i之比，用r1i表示：
(2)、所述点绿比等于1站的路程上载客状态为有座状态的公交车数ng1i与该站的单站公交数n1i之比，用g1i表示：
(3)、所述点黄比等于1站的路程上载客状态为满座状态的公交车数ny1i与该站的单站公交数n1i之比，用y1i表示：
(4)所述点棕比等于1站的路程上载客状态为过度拥挤状态的公交车数nz1i与该站的单站公交数n1i之比，用z1i表示：
(5)所述点深蓝比等于1站的路程上载客状态为停止状态的公交车数ndb1i与该站的单站公交数n1i之比，用db1i表示：
(6)所述点蓝比等于在i站停靠的公交车数nsi与该站的单站公交数n1i之比，用b1i表示：
二、段拥挤度
包括段红比，段绿比，段黄比，段棕比，段蓝比，段深蓝比，
(1)所述段红比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为拥
挤状态的公交车数nrmi与该段路程内所有的公交车数nbm之比，用rmi表示，
所述m为正整数，
(2)所述段绿比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为有座状态的公交车数ngmi与该段路程内的所有的公交车数nbm之比，用gmi表示：
(3)所述段黄比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为满座状态的公交车数nymi与该段路程内所有的公交车数nbm之比，用ymi表示：
(4)所述段棕比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为过度拥挤状态的公交车数nzmi与该段路程内所有的公交车数nbm之比，用
zmi表示：
(5)所述段深蓝比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为停止状态的公交车数ndbmi与该段路程内的所有公交车数nbm之比，用
dbmi表示：
(6)所述段蓝比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为停靠状态的公交车数nmsi与该段路程内的所有公交数nbm之比，用bmi表示:
三、线拥挤度
包括线红比，线绿比，线黄比，线棕比，线蓝比，线深蓝比，
设定某一条公交线路上总共有m个公交站，所有公交车数为nbm，载客状态为拥挤状态的公交车数共为nrl，有座状态的公交车数共为ngl，满座状态的公交车数共为nyl，过度拥挤状态的公交车数共为nzl，停止状态的公交车数共为ndbl，停靠状态的公交车数共为nbl，
(1)所述线红比等于某一条线路上载客状态为拥挤状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用rl表示：
(2)所述线绿比等于某一条线路上载客状态为有座状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用gl表示：
(3)所述线黄比等于某一条线路上载客状态为满座状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用yl表示：
(4)所述线棕比等于某一条线路上载客状态为过度拥挤状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用zl表示：
(5)所述线深蓝比等于某一条线路上载客状态为停止状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用dbl表示：
(6)所述线蓝比等于某一条线路上载客状态为停靠状态的公交车数与该线路上所有公交车数之比，用bl表示：
四、主拥挤度
包括主红比，主绿比，主黄比，主棕比，主蓝比，主深蓝比，
设定一条线路的主公交站有n个站，即i1,i2,…,in站，各主公交站的单站公交数分别表示为n1i1,n1i2,…,n1in，拥挤状态的公交车数分别表示为nri1,nri2,…,nrin，有座状态的公交车数分别表示为ngi1,ngi2,…,ngin，满座状态的公交车数分别表示为nyi1,nyi2,…,nyin，过度拥挤状态的公交车数分别表示为nzi1,nzi2,…,nzin，停止状态的公交车数分别表示为ndbi1,ndbi2,…,ndbin，停靠状态的公交车数分别表示为nsi1,nsi2,…,nsin，所述n为正整数，
(1)所述主红比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为拥挤状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用rl表示：
(2)所述主绿比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为有座状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用gl表示：
(3)所述主黄比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为满座状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用yl表示：
(4)所述主棕比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为过度拥挤状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用zl表示：
(5)所述主深蓝比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为停止状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用dbl表示：
(6)所述主蓝比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为停靠状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用bl表示：
五、区拥挤度
包括区红比，区绿比，区黄比，区棕比，区蓝比，区深蓝比，
设定指定区域内有n条线路，各线路包含在指定区域内的公交站数目分别是m1,m2,...,mn，各线路上的总公交车数目分别是nm1,nm2,...,nmn,各条线路上拥挤状态的公交车数目分别是nr1,nr2,...,nrn，有座状态的公交车数目分别是ng1,ng2,...,ngn，满座状态的公交车数目分别ny1,ny2,...,nyn，过度拥挤状态的公交车数目分别是nz1,nz2,...,nzn，停靠状态的公交车数目分别是nb1,nb2,...,nbn，停止状态的公交车数目分别是ndb1,ndb2,...,ndbn，
(1)所述区红比等于指定区域内载客状态为拥挤状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ra表示，则区红比公式为：
(2)所述区绿比等于指定区域内载客状态为有座状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ga表示，则区绿比公式为：
(3)所述区黄比等于指定区域内载客状态为满座状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ya表示，则区黄比公式为：
(4)所述区棕比等于指定区域内载客状态为过度拥挤状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用za表示，则区棕比公式为：
(5)所述区深蓝比等于指定区域内载客状态为停止状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用dba表示，则区深蓝比公式为：
(6)所述区蓝比等于指定区域内载客状态为停靠拥挤状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ba表示，则区蓝比公式为：
六、公交车密度
公交密度指平均1站路程的公交车数目，包括公交站停靠的公交车和运行的公交车，即指平均的单站公交数，连续m个公交站内的平均公交车密度以bρm表示，
七、拥挤度变化率，所述的所有拥挤度都有变化率，所述拥挤度变化率等于单位时间内拥挤度的变化量，变化率用于描述拥挤度变化的趋势，假设用c表示拥挤度，用ac表示拥挤度变化率，ac＞0表示拥挤度在增加，ac＜0表示拥挤度在减少，ac的大小表示拥挤度变化的快慢，其值越大表示拥挤度变化越快，其值越小表示拥挤度变化越慢，
拥挤度的统计是周期性的连续不断的统计，采样周期用t表示,即每隔一个采样周期t计算1次拥挤度，
设定载客状态分布图刷新的时间是δt，则t和δt的关系是t≥δt，拥挤度的变化δc＝ct+t-ct，则拥挤度变化率的公式为：
其中，t≥δt，c∈{r,g,y,z,db,b},t为时刻，
c＝r时表示红比变化率，c＝g时表示绿比变化率，c＝y时表示黄比变化率，c＝z时表示棕比变化率，c＝db时表示深蓝比变化率，c＝b时表示蓝比变化率，
八、平均拥挤度，所述的所有拥挤度都有平均拥挤度，所述平均拥挤度等于在某一段时间内的平均拥挤度，平均拥挤度用于调度软件作为加车或者减车的参考依据，用c表示拥挤度，用
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
对于客流描述，现有技术有2种，一种是统计客流变量，例如od客流量，断面客流量，历史客流量，满载率，统计公交拥挤度等变量，这些变量是对过去客流的统计描述，不是实时客流变量，可以为公交调度的发车时刻表制定提供参考，但不能直接指导公交实时调度。
另外一种是实时客流变量，例如，公交拥挤度，载客状态，载客状态分布图等，是近期提出的概念，但也不能直接指导实时调度，其中，载客状态和公交拥挤度的含义基本相同，是指某一辆公交车内的乘客拥挤度，描述了4种状态即有座、满座、拥挤和过度拥挤，差别是载客状态比公交拥挤度多了2个状态(停靠状态和停止状态)。
本发明就是从载客状态分布图中提取用于直接指导实时调度的信息，这些信息描述了公交车的整体拥挤程度，而载客状态只是描述了某一辆公交车内乘客的拥挤程度。
本发明从几个不同的角度描述了公交线路的整体拥挤度，是一种实时拥挤度，它不是根据历史客流数据计算的统计拥挤度，也不是指某一辆公交车内的实时拥挤度，它包括了几种情况，即点拥挤度、段拥挤度、线拥挤度、主拥挤度、区拥挤度等，描述了不同角度、不同区域的实时整体客流拥挤程度，例如红比和红比变化率是最常用的，当红比超过某个临界值时则需要加车。还有绿比、黄比、棕比、蓝比、深蓝比以及这些拥挤度的变化率。在实时调度期间，有时还要用到平均拥挤度，再综合参考其他拥挤度，可以对当前整体公交拥挤度进行评估，从而决定加车、减车的位置和时间。
本发明提出的几种拥挤度是以前没有使用过的新概念,体现了一种新的客流数据描述方法，可以用于直接指导实时调度。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例说明了基于权利要求1和2的各种拥挤度的具体计算方法及对计算结果的简易分析和对实时调度的初步指导方法，实际工作中，调度软件应该以某几个拥挤度为主要参考，同时参考其他拥挤度数据进行实时调度。
如图1和图2所示，图1为t1时刻的载客状态分布图，图2为t2时刻的载客状态分布图，图中含有3条公交线路：l1、l2、l3，从2个图中可以分别提取2组拥挤度的数据，计算拥挤度时只针对一个方向的公交车(即上行和下行独立进行统计)，载客状态分布图描述了这3条线路上所有公交车的位置和每一辆公交车的载客状态(本实施例中，图中也是只显示一个方向的情况，但在实际应用中，2个方向都同时显示)。
载客状态是指某一辆公交车的实时拥挤度，有6个状态，即有座状态、满座状态、拥挤状态、过度拥挤状态、停靠状态、停止状态，有座状态表示有空座位的状态，满座状态表示无空座位而且走道乘客很少的状态，拥挤状态表示走道已经站满了乘客但乘客之间可以保持身体不接触的状态，过度拥挤状态表示走道上的乘客之间无法保持身体不接触的状态，停靠状态表示公交车在公交站停靠的状态，停止状态表示公交车在公交站之间的路段上运行时由于路面拥堵或者公交车故障或者交通事故而临时停止的一种状态。6个状态中，停靠状态和停止状态可以跟其他4个状态叠加，例如处于停止状态的公交车可能同时处于拥挤状态等。
载客状态分布图是指一种电子地图，标识了指定地理范围内所有公交车的载客状态及其位置，载客状态分布图每隔一段时间更新一次，更新时间足够短才能表示实时客流信息。
在载客状态分布图中使用不同颜色的图标表示不同的载客状态，绿色表示有座状态，黄色表示满座状态，红色表示拥挤状态，棕色表示过度拥挤状态，蓝色表示停靠状态，深蓝表示停止状态，停靠状态和停止状态的公交车图标，分别使用一半蓝色、一半深蓝，另外一半使用4种颜色(绿、黄、红、棕)之一，表示停靠状态和停止状态的公交车同时处于4种状态(有座、满座、拥挤、过度拥挤)之一。
红色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为红比，使用r表示。
绿色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为绿比，使用g表示。
黄色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为黄比，使用y表示。
棕色图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为棕比，使用z表示。
含有一半蓝色的图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为蓝比，使用b表示。
含有一半深蓝色的图标表示的公交车数在总公交车数中占的比例称之为深蓝比，使用db表示。
所述红比、绿比、黄比、棕比、蓝比、深蓝比都有6种，对应6种拥挤度。
图1和图2中标注的含义：
g—表示有座状态，即绿色载客状态
y—表示满座状态，即黄色载客状态
r—表示拥挤状态，即红色载客状态
z—表示过度拥挤状态，即棕色载客状态
b—表示停靠状态，即蓝色载客状态
db—表示停止状态，即深蓝色载客状态
db-y:表示重叠状态，即停止状态的公交车同时处于满座状态
br:表示重叠状态，即停靠状态的公交车同时处于拥挤状态
bz:表示重叠状态，即停靠状态的公交车同时处于过度拥挤状态
by:表示重叠状态，即停靠状态的公交车同时处于满座状态
bg:表示重叠状态，即停靠状态的公交车同时处于有座状态
一、t1时刻的拥挤度
(一)点拥挤度
点拥挤度描述了某一个位置处的客流拥挤程度，准确的说，是指某一个公交站和下一个公交站这段路程上的局部拥挤程度，定义为一站的路程上某种载客状态的公交车数占该站的单站公交数的比例。
所述点公交数是指某一个公交站停靠的公交车数，所述点间公交数是指某一个公交站和下一个公交站之间运行的公交车数目，所述单站公交数等于点公交数和点间公交数之和。
所述点拥挤度是指一站的路程上某种载客状态的公交车数占该站的单站公交数的比例。
在第i站的点公交数表示为nsi，第i站的点间公交数表示为ni，第i站的单站公交数表示为n1i,所述i为自然数。
点拥挤度包括点红比，点绿比，点黄比，点棕比，点蓝比，点深蓝比。
(1)点红比等于1站的路程上载客状态为拥挤状态的公交车数nr1i与该站的单站公交数n1i之比，用r1i表示：
(2)点绿比等于1站的路程上载客状态为有座状态的公交车数ng1i与该站的单站公交数n1i之比，用g1i表示：
(3)点黄比等于1站的路程上载客状态为满座状态的公交车数ny1i与该站的单站公交数n1i之比，用y1i表示：
(4)点棕比等于1站的路程上载客状态为过度拥挤状态的公交车数nz1i与该站的单站公交数n1i之比，用z1i表示：
(5)点深蓝比等于1站的路程上载客状态为停止状态的公交车数ndb1i与该站的单站公交数n1i之比，用db1i表示：
(6)点蓝比等于在i站停靠的公交车数nsi与该站的单站公交数n1i之比，用b1i表示：
不同的站点，其点拥挤度不同，例如：
在站点2：i＝2
站2的点公交数等于1，点间公交数等于1，所以站2的单站公交数为1+1＝2，载客状态为红色的公交车有1个(同时处于停靠状态，即蓝色状态)，载客状态为棕色的公交车有1个，其他载客状态颜色的公交车为0。根据上述点拥挤度的公式，可以计算出如下结果：
点红比：r12＝1/2＝0.5
点绿比：g12＝0/2＝0
点黄比：y12＝0/2＝0
点棕比：z12＝1/2＝0.5
点蓝比：b12＝1/2＝0.5
点深蓝比：db12＝0/2＝0
分析：点红比+点棕比＝0.5+0.5＝1，说明站点2公交很拥挤。
在站点3：i＝3
站3的点公交数等于1，点间公交数等于2，所以站3的单站公交数为1+2＝3，载客状态为红色的公交车有1个,绿色的公交车有1个(同时处于停靠状态，即蓝色状态)，载客状态为棕色的公交车有1个，其他载客状态颜色的公交车为0。根据上述点拥挤度的公式，可以计算出如下结果：
点红比：r13＝1/3＝0.33
点绿比：g13＝1/3＝0.33
点黄比：y13＝0/3＝0
点棕比：z13＝1/3＝0.33
点蓝比：b13＝1/3＝0.33
点深蓝比：db13＝0/3＝0
分析：点红比+点棕比＝0.33+0.33＝0.66，说明站点3公交比较拥挤。
(二)段拥挤度
段拥挤度描述了某一段路程上公交客流的拥挤程度，是指一段路程上某种载客状态的公交车数占该段路程上总公交车数的比例。
包括段红比，段绿比，段黄比，段棕比，段蓝比，段深蓝比。
(1)段红比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为拥
挤状态的公交车数nrmi与该段路程内所有的公交车数nbm之比，用rmi表示，
所述m为正整数，
(2)段绿比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为有座状态的公交车数ngmi与该段路程内的所有的公交车数nbm之比，用gmi表示：
(3)段黄比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为满座状态的公交车数nymi与该段路程内所有的公交车数nbm之比，用ymi表示：
(4)段棕比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为过度拥挤状态的公交车数nzmi与该段路程内所有的公交车数nbm之比，用
zmi表示：
(5)段深蓝比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为停止状态的公交车数ndbmi与该段路程内的所有公交车数nbm之比，用
dbmi表示：
(6)段蓝比等于连续m个公交站(从i站起)这段路程上载客状态为停靠状态的公交车数nmsi与该段路程内的所有公交数nbm之比，用bmi表示:
例如，统计2站-5站这一段的段拥挤度,i＝2，m＝4,总公交数nb4＝9。图1中载客状态的统计结果是：红色状态为3、黄色状态为2、棕色状态为2、绿色状态为2、蓝色状态为3、深蓝色状态为0。根据上述段拥挤度的公式，可以计算出如下结果：
段红比：r42＝3/9＝0.33
段黄比：y42＝2/9＝0.22
段棕比：z42＝2/9＝0.22
段绿比：g42＝2/9＝0.22
段蓝比：b42＝3/9＝0.33
段深蓝比：db42＝0/9＝0
分析：段红比+段棕比＝0.33+0.22＝0.55，表明这段路程公交车较为拥挤，应该适当加车，以降低红比和棕比，增加乘客的舒适度。
(三)、线拥挤度
线拥挤度描述了某一条公交线上的整体客流拥挤程度，包括线红比，线绿比，线黄比，线棕比，线蓝比，线深蓝比。
设定某一条公交线路上总共有m个公交站，所有公交车数为nbm，载客状态为拥挤状态的公交车数共为nrl，有座状态的公交车数共为ngl，满座状态的公交车数共为nyl，过度拥挤状态的公交车数共为nzl，停止状态的公交车数共为ndbl，停靠状态的公交车数共为nbl。
(1)线红比等于某一条线路上载客状态为拥挤状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用rl表示：
(2)线绿比等于某一条线路上载客状态为有座状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用gl表示：
(3)线黄比等于某一条线路上载客状态为满座状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用yl表示：
(4)线棕比等于某一条线路上载客状态为过度拥挤状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用zl表示：
(5)线深蓝比等于某一条线路上载客状态为停止状态的公交车数与该线路上所有的公交车数之比，用dbl表示：
(6)线蓝比等于某一条线路上载客状态为停靠状态的公交车数与该线路上所有公交车数之比，用bl表示：
例如，统计l1这条公交线的线拥挤度：
共7个公交站,即m＝7，总公交数nb7＝16。图1中载客状态的统计结果是：红色状态为6、黄色状态为4、棕色状态为3、绿色状态为3、蓝色状态为3、深蓝色状态为1。根据上述线拥挤度的公式，可以计算出如下结果：
线红比：rl1＝6/16＝0.38
线黄比：yl1＝4/16＝0.25
线棕比：zl1＝3/16＝0.19
线绿比：gl1＝3/16＝0.19
线蓝比：bl1＝3/16＝0.19
线深蓝比：dbl1＝1/16＝0.06
分析：线红比+线棕比＝0.38+0.19＝0.57，表示拥挤的公交车占57％，可以在站2、站6处增加公交车。
(四)、主拥挤度
主拥挤度描述了某一条线路上所有主公交站总的拥挤程度，所述主公交站是指历史客流比较大的公交站，主拥挤度基本反映了本条线路的拥挤程度，是加车、减车的重要依据，包括主红比，主绿比，主黄比，主棕比，主蓝比，主深蓝比。
设定一条线路的主公交站有n个站，即i1,i2,…,in站，各主公交站的单站公交数分别表示为n1i1,n1i2,…,n1in，拥挤状态的公交车数分别表示为nri1,nri2,…,nrin，有座状态的公交车数分别表示为ngi1,ngi2,…,ngin，满座状态的公交车数分别表示为nyi1,nyi2,…,nyin，过度拥挤状态的公交车数分别表示为nzi1,nzi2,…,nzin，停止状态的公交车数分别表示为ndbi1,ndbi2,…,ndbin，停靠状态的公交车数分别表示为nsi1,nsi2,…,nsin，所述n为正整数。
(1)主红比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为拥挤状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用rl表示：
(2)主绿比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为有座状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用gl表示：
(3)主黄比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为满座状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用yl表示：
(4)主棕比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为过度拥挤状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用zl表示：
(5)主深蓝比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为停止状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用dbl表示：
(6)主蓝比等于某一条线路上所有主公交站载客状态为停靠状态的公交车数之和与该线路上所有主公交站的单站公交数之和之比，用bl表示：
例如，现在统计图1中l1这条公交线的主拥挤度：
如果把站2、站3、站6作为主公交站，则n＝3，图1中载客状态的统计结果是：这3个主公交站的总公交数为9，其中，红色状态为4、黄色状态为1、棕色状态为3、绿色状态为1、蓝色状态为2、深蓝色状态为1。根据上述主拥挤度的公式，可以计算出如下结果：
主红比：rl＝4/9＝0.38
主黄比：yl＝1/9＝0.11
主棕比：zl＝3/9＝0.33
主绿比：gl＝1/9＝0.11
主蓝比：bl＝2/9＝0.22
主深蓝比：dbl＝1/9＝0.11
分析：主红比+主棕比＝0.38+0.33＝0.71，表示l1这条线路的主公交站比较拥挤，71％的公交车是拥挤的，需要加车。如果主绿比比较大，则需要减车。
(五)、区拥挤度
区拥挤度描述了某一个区域内整体公交车的客流拥挤程度，是指某一个区域内所有公交线路上某种载客状态的公交车数占该区域内总公交车数的比例，包括区红比，区绿比，区黄比，区棕比，区蓝比，区深蓝比。
设定指定区域内有n条线路，各线路包含在指定区域内的公交站数目分别是m1,m2,...,mn，各线路上的总公交车数目分别是nm1,nm2,...,nmn,各条线路上拥挤状态的公交车数目分别是nr1,nr2,...,nrn，有座状态的公交车数目分别是ng1,ng2,...,ngn，满座状态的公交车数目分别ny1,ny2,...,nyn，过度拥挤状态的公交车数目分别是nz1,nz2,...,nzn，停靠状态的公交车数目分别是nb1,nb2,...,nbn，停止状态的公交车数目分别是ndb1,ndb2,...,ndbn，
(1)区红比等于指定区域内载客状态为拥挤状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ra表示，则区红比公式为：
(2)区绿比等于指定区域内载客状态为有座状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ga表示，则区绿比公式为：
(3)区黄比等于指定区域内载客状态为满座状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ya表示，则区黄比公式为：
(4)区棕比等于指定区域内载客状态为过度拥挤状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用za表示，则区棕比公式为：
(5)区深蓝比等于指定区域内载客状态为停止状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用dba表示，则区深蓝比公式为：
(6)区蓝比等于指定区域内载客状态为停靠拥挤状态的总公交车数与该区域内所有的总公交车数之比，用ba表示，则区蓝比公式为：
例如，先选一个区域，如图1中虚线所包围的区域，现在统计这个区域中的区拥挤度：
该区域包括了l1和l2两条公交线，n＝2。图1中载客状态的统计结果是：总公交数为11,总公交站为4。其中，红色状态为5、黄色状态为1、棕色状态为3、绿色状态为2、蓝色状态为3、深蓝色状态为0。根据上述区拥挤度的公式，可以计算出如下结果：
区红比：ra＝5/11＝0.46
区黄比：ga＝1/11＝0.09
区棕比：za＝3/11＝0.27
区绿比：ga＝2/11＝0.18
区蓝比：ba＝3/11＝0.27
区深蓝比：dbl＝0/11＝0
分析：区红比+区棕比＝0.46+0.27＝0.73，说明该区域很拥挤，占73％的公交车处于拥挤状态，而区绿比+区黄比＝0.18+0.09＝0.27，说明不拥挤的公交车只占27％。
二、t2时刻的拥挤度
t2时刻的拥挤度计算原理和方法跟t1时刻的拥挤度相同，不再重复，根据图2所示的载客状态分布图，只统计红比，计算结果如下：
(一)点拥挤度
不同的站点，其点拥挤度不同。
在站点2：红色状态的公交车为1，单站公交数为2，所以
点红比：r12＝1/2＝0.5
在站点3：红色状态的公交车为1，单站公交数为3，所以
点红比：r13＝1/2＝0.50
(二)线拥挤度
统计l1这条公交线的线拥挤度,共7个公交站,总公交数nb7＝10，红色状态的公交车为5，所以
线红比：rl1＝5/10＝0.50
其他拥挤度的计算和t1时刻拥挤度的计算方法相同。
(三)拥挤度的变化率
拥挤度的统计是周期性的连续不断的统计，采样周期用t表示,即每隔一个采样周期t统计1次拥挤度。
设定载客状态分布图刷新的时间是δt，则t和δt的关系是t≥δt，拥挤度的变化δc＝ct+t-ct，则拥挤度变化率的公式为：
其中，t≥δt，c∈{r,g,y,z,db,b},t为时刻。
c＝r时表示红比变化率，c＝g时表示绿比变化率，c＝y时表示黄比变化率，c＝z时表示棕比变化率，c＝db时表示深蓝比变化率，c＝b时表示蓝比变化率。
例如，如果拥挤度的采样周期t＝20秒，t1和t2是相邻的2次采样时刻，即t2-t1＝20秒，则拥挤度变化率的计算方法如下：
(1)点拥挤度变化率
以站点3为例，t1时刻，点红比：r13＝1/3＝0.33
t2时刻，点红比：r13＝1/2＝0.50
站点3的点红比变化率为ar＝(0.50-0.33)/20＝0.0085
(2)线拥挤度变化率
以l1公交线为例，t1时刻，线红比：rl1＝6/16＝0.38
t2时刻，线红比：rl1＝5/10＝0.50
l1线路线红比的变化率为ar＝(0.50-0.38)/20＝0.005
(3)其他拥挤度的变化率，其计算方法与此相同。
(四)公交车密度
公交密度指平均1站路程的公交车数目，包括公交站停靠的公交车和运行的公交车，即指平均的单站公交数，连续m个公交站内的平均公交车密度以bρm表示，
例如，计算t1时刻2站-5站这一段路程的公交车密度,m＝4,总公交数nb4＝9，所以这段路程上的公交车密度bρ4＝9/4＝2.25(辆/站)。
(五)平均拥挤度
所有拥挤度都有平均拥挤度，所述平均拥挤度等于在某一段时间内的平均拥挤度，平均拥挤度用于调度软件作为加车或者减车的参考依据，用c表示拥挤度，用
例如，如果拥挤度的采样周期t＝20秒，现在计算130秒内的平均拥挤度，即t0＝130秒，
本实施例未涉及的部分与发明内容的部分相同。
需要指出的是，本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。
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