一种基于ic卡数据的公交站点区间客流估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能化公共交通领域，更具体地，涉及一种基于1C卡数据的公交站点 区间客流估计方法。
【背景技术】
[0002] 公交客流信息是城市公共交通规划和运营决策的依据。及时、准确、全面地掌握居 民公交出行客流信息，是科学合理进行公交规划管理决策的前提和保障。公交乘客是公共 交通客流组成的基本要素，而公交1C卡数据库记录了每一个公交乘客每一次刷卡的相关 信息，因此对这些信息进行挖掘用以反映公交客流情况的技术方案是可行的。
[0003] 如何针对现有的1C卡数据记录方式的缺陷提出解决方法，实现公交出行上下车 站点推断，从而高效获取公交出行信息，同时结合智能化公交调度信息，对公交车辆在运行 过程中的区间客流情况及载客量进行估计，从而为公交运营服务水平评价提供数据支撑， 是本发明研宄的重点和目的所在。
[0004] 现在的国内外研宄和技术现状主要如下：
[0005] 第一，出行信息获取方面。国内外学者对上下车站点推断算法做了大量研宄。较 早的研宄中有学者利用聚类分析原理对刷卡时间进行分类匹配来推断乘客上车站点，这种 方法存在准确度不高，对于上车人数较少的站点难以推断的缺陷。目前大多数研宄主要采 用结合公交GPS报站数据进行时间匹配的方式来推断上车站点。而对于下车站点的推断， 一些学者采用基于站点吸引权的方法对公交下车站点进行判断，该方法计算模型约束少， 易于实现，但是在实际应用的时候无法准确掌握单个乘客的出行信息。另外，一些学者通过 分析居民公交出行特征和通勤规律，建立了两站点模式对下车站点进行推算。也有学者基 于公交出行链闭合的假设，提出基于后次上车信息的下车站点推断方法。然而以上研宄多 为理论研宄，都存在一定的局限性，并且对于多式联运的公交系统缺乏适用性。
[0006] 第二，公交客流估计方面。国内外学者对公交客流估计方面的研宄主要通过获取 的公交OD矩阵。同时，一些学者在对乘客下车概率分布进行研宄的基础上，应用概率论推 算公交OD，另外，有学者基于BP神经网络建立了公交OD反推模型，或者建立双层数学规划 模型来进行公交OD矩阵的估计。公交OD矩阵能反映一定时段内公共交通的客流需求，但 是其表现形式并不直观，对于实时运营的公交客流情况不能直观反映。
【发明内容】
[0007] 本发明以公交1C卡数据和公交GPS报站数据为基础，提出了一种公交站点区间客 流估计方法，该方法在确定乘客的上车站点后，再对乘客的下车站点进行推断，获得乘客出 行的完整OD信息，然后根据完整OD信息对各站点的上车人数和下车人数进行统计，并计算 站点间的客流量。
[0008] 为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
[0009] 一种基于1C卡数据的公交站点区间客流估计方法，根据1C卡数据和公交GPS报 站数据确定乘客的乘车路线和上车站点，再对乘客的下车站点进行推断，获得乘客出行的 完整0D信息，然后根据完整0D信息对各站点的上车人数和下车人数进行统计，根据统计的 各站点上车人数和下车人数对站点区间的客流量进行求取。
[0010] 优选地，根据完整OD信息对各站点的上车人数和下车人数进行统计的具体过程 如下：
【主权项】
1. 一种基于1C卡数据的公交站点区间客流估计方法，其特征在于：根据1C卡数据和 公交GPS报站数据确定乘客的乘车路线和上车站点，再对乘客的下车站点进行推断，获得 乘客出行的完整0D信息，然后根据完整0D信息对各站点的上车人数和下车人数进行统计， 根据统计的各站点上车人数和下车人数对站点区间的客流量进行求取。
2. 根据权利要求1所述的基于1C卡数据的公交站点区间客流估计方法，其特征在于： 根据完整0D信息对各站点的上车人数和下车人数进行统计的具体过程如下：
其中A表示为在站点i的上车人数，S'ik表示根据完整0D信息统计的站点i到站点k的0D量，Di表示为在站点i的下车人数，S'ki表示根据完整0D信息统计的站点k到站 点i的0D量； 根据UpDp即能对站点区间的客流量进行求取：
Q为站点i到站点i+1的站点区间客流量，Uk为在站点k的上车人数；Dk为在站点k的 下车人数。
3. 根据权利要求2所述的基于1C卡数据的公交站点区间客流估计方法，其特征在于： 确定乘客的上车站点为站点i后，在对乘客的下车站点进行推断时，若存在着推断不到下 车站点的情况，则对站点i上车而下车站点未知的客流量进行统计，再对S'ik、S' ki进行 修正，并利用修正的S'ik、S'ki对Ui、Di进行求取，修正的过程具体如下： 以S' 为例，先求取站点k对站点i的站点吸引权重，其公式可表示为：
其中dik为站点k对站点i的站点吸引权重，S' ^为在站点i的上车人数； 在求取获得站点吸引权重之后，通过下式对S'ik进行修正： sik= (s'ik+NiD/c 其中Sik为修正后的站点i到站点k的0D量，Ni为站点i上车而下车站点未知的客流 量，c为通过抽样调查获得的1C卡刷卡出行比例； 对Vki的修正过程同上，S' ki修正后表示为Ski，利用Sik、Ui、Di进行求取。
4. 根据权利要求1所述的基于1C卡数据的公交站点区间客流估计方法，其特征在于： 根据1C卡数据和公交GPS报站数据确定乘客乘车线路和上车站点的过程具体如下：通过 1C卡数据确定乘客的乘车路线和上车时间，再通过上车时间与公交GPS报站数据进行匹配 确定乘客的上车站点。
5. 根据权利要求1所述的基于1C卡数据的公交站点区间客流估计方法，其特征在于： 通过基于出行链并考虑BRT系统换乘特点的下车站点推断方法对乘客的下车站点进行推 断。
【专利摘要】本发明涉及一种基于IC卡数据的公交站点区间客流估计方法，该方法根据IC卡数据和公交GPS报站数据确定乘客的乘车路线和上车站点，再对乘客的下车站点进行推断，获得乘客出行的完整OD信息，根据完整OD信息对OD量进行计算，并对下车站点缺失的客流量使用站点吸引权重进行重新分配，使用重新分配的客流量对完整OD信息的OD量进行修正，通过修正的OD量计算站点上下车人数和站点区间载客量。较之于现有技术，本发明提供的客流估计方法基于纯数据驱动，算法的适用性广，准确度高，能够直观掌握公交客流及运营服务情况。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104809344
【申请号】CN201510198468
【发明人】何兆成, 余畅
【申请人】中山大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月23日