公共交通出行诱导系统及其诱导方法与流程

本发明涉及路径导引领域，特别是涉及一种公共交通出行诱导系统及其诱导方法。

背景技术：

由于我国城市交通基础设施建设速度跟不上迅速增长的交通需求，交通出行供给与交通出行需求矛盾日益凸出，出租车和私家车迅速增长，常规公共交通分担率下降，轨道交通覆盖面不高，交通拥挤与交通堵塞的趋势逐渐恶化，提高公共交通出行比例是解决城市交通拥堵的主要方法之一。虽然政府制定了一系列公共交通优先的发展战略和政策，但由于财政支出、经营机制、管理水平及道路通行条件等诸多因素的限制，城市公共交通的发展现状仍不尽如人意。

在当前信息快速发展的时代，信息技术已经深深的影响着人们的出行，交通诱导已经逐渐成为人们出行前以及出行中必不可少的信息。合理的交通诱导信息可以引导出行者选择最合适的出行方式、出行路线以及确定合理的出发时间，节约在途时间，提高出行舒适度和出行效率，在缓解城市交通拥堵方面有其独特的优越性，公共交通出行诱导也是政府主要的支持方向之一。

目前交通诱导技术可以提供包含最短出行时间、最短出行距离、最畅通路段等多目标出行方式的选择，并通过固定站牌、车载端和手持移动端等多种方式进行显示，以供出行者选择合理的出行方案。但是现有的交通诱导技术在规划路线的是偶并没有考虑到交通工具的拥挤程度给出行带来的影响，导致规划出的出行方案缺乏舒适性。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种公共交通出行诱导系统及其诱导方法，综合出行时间、出行距离、拥堵情况以及交通工具的客流量，规划出便捷、舒适、经济的最优交通出行方案，并反馈给用户。

技术方案如下：

一种公共交通出行诱导系统，其关键在于，设置有：

信息采集系统，用于采集公交线路静态信息A，以及公交线路动态信息B；

该公交线路动态信息B包括公交线路中每个区段的乘客流量信息E和区段行驶时间

数据库，连接信息采集系统，用于存储公交线路静态信息A，以及公交线路动态信息B；

用户终端，用于发送出行需求信息F；

信息平台，连接数据库和用户终端，信息平台根据出行需求信息F规划最优出行线路并反馈给用户终端。

更进一步的，所述信息采集系统设置有摄像头和图像处理模块，该摄像头采集公交工具出入口处的图像信息，并将图像信息发送给图像处理模块，该图像处理模块对图像信息进行图像处理，得出乘客流量信息E，所述图像处理模块将客流量信息E发送数据库。

更进一步的，所述数据库还设置有用户数据库，该用户数据库用于存储用户终端反馈给信息平台的出行需求信息F和用户体验信息G。

一种公共交通出行诱导方法，其关键在于，包括：

步骤1、建立数据库，信息采集系统采集公交线路静态信息A和公交线路动态信息B，并将公交线路静态信息A和公交线路动态信息B发送数据库存储；

其中，公交线路静态信息A包括公交线路信息a1、站点基础设施布局信息a2以及规定停车时间tk；

步骤2、信息平台获取用户终端发送的出行需求信息F，该出行需求信息F包括出发地信息f1、目的地信息f2以及出行需求f3；

步骤3、信息平台从数据库中调取与出发地信息f1、目的地信息f2相对应的站点的公交线路信息a1，并根据公交线路信息a1、出行需求f3生成出行线路R；

步骤4、信息平台根据出行线路R从数据库中调取公交线路动态信息B以及站点的站点基础设施布局信息a2；

步骤5、信息平台根据公交线路动态信息B以及站点的站点基础设施布局信息a2计算出行线路R的出行成本SR；

步骤6、信息平台选择出行成本最低的出行线路反馈给用户终端。

更进一步的，步骤5中信息平台按照以下方法计算出行线路R的出行成本SR：

步骤5-1、确定出行线路R的乘车费用成本C^R；

C^R＝l c1d1+c2d2+c3d3；

l为轨道交通区段数量，c1为对应区段l票价，d1为轨道折扣率，c2为公交票价，d2为轨道折扣率，c3为其他公共交通方式票价，d3其他公共交通方式折扣率；

步骤5-2、根据乘客流量信息E确定区段的额外时间开销系数

步骤5-3、根据额外时间开销系数和区段行驶时间确定公交工具的全程行驶时间Tⁿ；

N为出行线路R中区段的总数；

步骤5-4、根据全程行驶时间Tⁿ和公交工具在每个站点的规定停车时间tk确定公交工具的路线运行时间

K为出行线路R的站点总数；

步骤5-5、根据站点基础设施布局信息a2确定换乘所需时间

MR为出行线路R的换乘次数，tmw为换乘站点m的平均步行时间，tm为换乘站点m的停车时间，γ为换乘站点候车系数，χ、λ为标定系数；

步骤5-6、根据乘车费用成本C^R、路线运行时间和换乘所需时间确定出行线路R的出行成本SR；

vot为乘客时间价值。

更进一步的，步骤5-2中，信息平台采用以下方法确定额外时间开销系数

首先，根据上车人数e1和下车人数e2计算区段的断面客流量

然后，按照以下公式确定额外时间开销系数

为第n区段i、j节点间的发车频率；

为第n区段i、j节点间的每辆车的额定载客量；

为第n区段i、j节点的每辆车超载量；

α、β分别为轻度拥挤时间开销系数和过度拥挤时间开销系数。

更进一步的，所述信息平台采用以下方法确定轻度拥挤时间开销系数α：

所述信息平台通过用户终端采集每个用户的用户体验信息G，并从数据库中调取公交工具在公交线路的每个区段的区段行驶时间和断面客流量

其中用户体验信息G包括用户在公交工具轻度拥挤的情况下，用户对于公交工具在各区段行驶的心理感受时间

信息平台通过对区段行驶时间断面客流量和心理感受时间进行回归拟合确定轻度拥挤时间开销系数α。

更进一步的，所述信息平台采用与确定轻度拥挤时间开销系数α相同的方法确定过度拥挤时间开销系数β。

更进一步的，步骤5-5中信息平台通过用户终端采集用户在各个站点的用户换乘感受时间、用户换乘步行时间、用户换乘次数，并通过回归分析法对用户换乘感受时间、用户换乘步行时间、用户换乘次数进行分析，得出标定系数χ和标定系数λ。

更进一步的，步骤5-6中，乘客时间价值vot＝GDP/(P·T)，其中GDP为国民生产总值，P为年均就业人数，T个人年均工作总时长。

有益效果：采用本发明的公共交通出行诱导系统及其诱导方法，综合乘车费用、线路距离、拥堵情况、乘客流量、换乘时间规划出兼顾舒适性、经济性和便捷性的出行方案，方便诱导用户出行。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的诱导方法的流程图；

图3为本发明的信息平台计算出行成本的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种公共交通出行诱导系统，设置有信息采集系统、数据库、用户终端和信息平台，用户终端通过通信网络与信息平台双向连接，信息平台与数据库双向连接，所述数据库与信息采集系统连接，信息采集系统通过信息接口接入城市公交管理系统中。

信息采集系统用于采集公交线路静态信息A，该公交线路静态信息A包括公交线路中每个站点的公交线路信息a1、站点基础设施布局信息a2以及规定停车时间tk。这些信息都是城市公交规划部门规划形成的信息，并存储在现有的城市公交管理系统中，所以信息采集系统可以直接从城市公交管理系统中采集到公交线路静态信息A。

信息采集系统还用于采集公交线路动态信息B，该公交线路动态信息B包括公交线路中每个区段的乘客流量信息E和区段行驶时间现有的城市公交管理系统会实时监测公交工具的位置、速度、站点停车时间，区段行驶时间所以信息采集系统可以从城市公交管理系统中采集区段行驶时间

所述信息采集系统设置有摄像头和图像处理模块，该摄像头采集公交工具出入口处的图像信息，并将图像信息发送给图像处理模块，该图像处理模块对图像信息进行图像处理，得出乘客流量信息E，所述图像处理模块将客流量信息E发送数据库。

信息采集系统采集公交线路静态信息A，以及公交线路动态信息B，并发送给数据库进行存储。该数据库包括静态数据库、动态数据库和用户数据库。

其中静态数据库用于存储公交线路静态信息A。

动态数据库用于存储公交线路动态信息B。

用户数据库用于存储用户终端反馈给信息平台的出行需求信息F和用户体验信息G。

信息平台获取用户终端发送的出行需求信息F规划最优出行线路并反馈给用户终端。

如图2、图3所示，一种公共交通出行诱导方法，包括：

步骤1、建立数据库，信息采集系统采集公交线路静态信息A和公交线路动态信息B，并将公交线路静态信息A和公交线路动态信息B发送数据库存储；

步骤2、信息平台获取用户终端发送的出行需求信息F，该出行需求信息F包括出发地信息f1、目的地信息f2以及出行需求f3；

步骤3、信息平台从数据库中调取与出发地信息f1、目的地信息f2相对应的公交线路信息a1，并根据公交线路信息a1、出行需求f3采用现有的路线规划方法生成出行线路R，比如dijkstra算法、燃烧算法、A*算法等。

步骤4、信息平台根据出行线路R从数据库中调取公交线路动态信息B以及站点的站点基础设施布局信息a2，该站点基础设置布局信息a2包括站点不同位置至各个楼梯、自动扶梯、升降梯的距离信息、自动扶梯或升降梯的运行速度，以及相邻站点之间的人行通道距离。

步骤5、信息平台根据公交线路动态信息B以及站点的站点基础设施布局信息a2计算出行线路R的出行成本SR。该步骤包括：

步骤5-1、确定出行线路R的乘车费用成本C^R；

C^R＝l c1d1+c2d2+c3d3；

l为轨道交通区段数量，c1为对应区段l票价，d1为轨道折扣率，c2为公交票价，d2为轨道折扣率，c3为其他公共交通方式票价，d3其他公共交通方式折扣率；

步骤5-2、根据乘客流量信息E确定区段的额外时间开销系数区段是指出行线路R中连接的两个站点之间的路段。

步骤5-3、根据额外时间开销系数和区段行驶时间确定公交工具的全程行驶时间Tⁿ；

N为出行线路R中区段的总数。其中额外时间开销系数的确定需要首根据上车人数e1和下车人数e2计算区段的断面客流量

然后，按照以下公式确定额外时间开销系数

为第n区段i、j节点间的发车频率；

为第n区段i、j节点间的每辆车的额定载客量；

为第n区段i、j节点的每辆车超载量；

α、β分别为轻度拥挤时间开销系数和过度拥挤时间开销系数。

(1)信息平台采用以下方法确定轻度拥挤时间开销系数α：

所述信息平台通过用户终端采集每个用户的用户体验信息G，并从数据库中调取公交工具在公交线路的每个区段的区段行驶时间和断面客流量

其中用户体验信息G包括用户在公交工具轻度拥挤的情况下，用户对于公交工具在各区段行驶的心理感受时间

信息平台通过对大量的区段行驶时间断面客流量和心理感受时间进行回归拟合分析确定轻度拥挤时间开销系数α。

(2)信息平台采用以下方法确定过度拥挤时间开销系数β：

所述信息平台通过用户终端采集每个用户的用户体验信息G，并从数据库中调取公交工具在公交线路的每个区段的区段行驶时间和断面客流量

其中用户体验信息G包括用户在公交工具过度拥挤的情况下，用户对于公交工具在各区段行驶的心理感受时间

信息平台通过对大量的区段行驶时间断面客流量和心理感受时间进行回归拟合分析确定过度拥挤时间开销系数β。

步骤5-4、根据全程行驶时间Tⁿ和公交工具在每个站点的规定停车时间tk确定公交工具的路线运行时间

K为出行线路R的站点总数。

步骤5-5、根据站点基础设施布局信息a2确定换乘所需时间

MR为出行线路R的换乘次数，换乘次数MR可以根据规划出行线路R确定。

tmw为换乘站点m的平均步行时间，平均步行时间tmw可以通过用户终端检测用户的步行速度、爬梯速度，然后根据站点基础布局信息a2计算得出。

tm为公交工具在换乘站点m的停车时间，该停车时间tm可以通过城公交管理系统直接得出。

γ为换乘站点候车系数，χ、λ为标定系数。信息平台通过用户终端采集大量用户在各个站点的用户换乘感受时间、用户换乘步行时间、用户换乘次数。然后通过回归分析法对这些数据进行大数据分析，得出标定系数χ和标定系数λ。

步骤5-6、根据乘车费用成本C^R、路线运行时间和换乘所需时间确定出行线路R的出行成本SR；

vot为乘客时间价值。vot＝GDP/(P·T)，其中GDP为国民生产总值，P为年均就业人数，T个人年均工作总时长。

步骤6、信息平台选择出行成本SR最低的出行线路反馈给用户终端。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。