一种基于公交车载GPS数据的公交专用道通行瓶颈检测方法与流程

本发明属于交通规划领域，具体涉及一种公交专用道路瓶颈的检测方法。

背景技术：

近年来，随着我国经济水平的高速发展和城镇化进程的加速，机动车保有量急剧增加，造成交通需求与交通供给不平衡，进而产生交通拥堵、环境污染、交通安全等问题，城市道路交通已不能满足社会、经济发展的需要。

公共交通占用道路空间小，客运能力大，高峰小时公共交通的道路资源利用效率是小汽车的30倍、摩托车的10倍、自行车的4倍。通过优先发展公共交通来缓解城市交通问题已成为我国城市交通发展战略，公交优先是其中的主要战略之一。

然而在实际中，公交车在运行时经常受到一些干扰，如路段人行横道上的行人过街、出入口的小汽车进出、小汽车违法占用公交专用道以及由于公交专用道并线和换线带来的不连续等。这些问题严重影响公交车的运行效率，造成公交车的准点率低、安全性差。

技术实现要素：

发明目的：为了排除公交车在运行时受到的种种干扰，本发明公开了一种检测公交专用道通行瓶颈的方法，给交通管理部门提供决策依据，来找到影响公交运行的瓶颈点，采取相应措施进行改善，从而发挥公交专用道及公交优先通行的效果，提高公交运行效率。

技术方案：一种基于公交车载GPS数据的公交专用道通行瓶颈检测方法，包括如下步骤：

(1)统计一段时间T内同一公交专用道路上运行的多辆公交车的GPS数据中的坐标和时间信息，获取公交车辆的位置和速度信息；

(2)将公交专用道路划分为n个路段；

(3)将一天时间划分为m个峰段，每个峰段划分为p个时段；

(4)根据公交车辆在不同路段的速度信息，将n个路段分为疑似瓶颈路段和非瓶颈路段；

(5)剔除疑似瓶颈路段中的信号交叉口和公交停靠站路段，得到公交专用道路的通行瓶颈路段。

优选地，步骤(2)中将公交专用道路按长度划分为n个路段：

其中为向上取整函数，L为公交专用道路长度，l_m为划分后每个路段的长度上限值。

优选地，步骤(3)中将一天时间划分为早高峰、晚高峰、平峰3个峰段，每个峰段分为4个时段。

具体地，步骤(4)具体包括如下步骤：

(41)计算公交车辆在第i个路段第j个峰段第k个时段的平均速度v_ijk：

其中i＝1..n，j＝1..m，k＝1..p；l_i为第i个路段的长度，n_bus是参与检测的公交车数量，n_range是检测时间T内第j个峰段第k个时段的次数，是检测时间T内第v辆公交车第u次在第j个峰段第k个时段内通过第i个路段所用的时长；

(42)计算第i个路段在第j个峰段内平均速度的均值

(43)计算所有路段在第j个峰段内速度均值

(44)判别比较：如果则第i个路段在第j个峰段为疑似瓶颈路段；否则，第i个路段为非瓶颈路段。

优选地，检测时间T分为工作日和非工作日分别检测，即得到工作日瓶颈路段和非工作日瓶颈路段。

优选地，检测时间T内去除大型活动、特殊偶发事件的时间。

优选地，检测时间T为一周。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明可以对公交车辆的运行信息进行更加全面的分析，补充对公交专用道上除了信号交叉口及停靠站处之外的瓶颈路段的研究，从而找出产生瓶颈的原因，为后续采取相应管控措施来消除瓶颈提供数据和理论支撑。本发明能有效发挥公交专用道和公交优先通行的效果，提高道路运行能力；本发明有效利用公交车载GPS数据找出公交专用道的通行瓶颈，车载GPS数据获取容易可靠，研究方法简便易于实现；所需车载GPS设备是现有公交车上已配有的装置，不需花费额外费用，该方法实施性强。

附图说明

图1为本发明公开的公交专用道通行瓶颈检测方法的流程图；

图2为本发明检测系统结构组成框图；

图3为实施例中某条公交专用道路段划分示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

如图1所示，为本发明公开的公交专用道通行瓶颈检测方法的流程图。

本实施例选择南京市某条公交专用道为发明的研究对象，路段长200m，共分为n＝10个路段，如图3所示。参与检测的公交车上安装有GPS设备，采集到的GPS数据发送到信息处理装置，信息处理装置对数据采用本发明公开的方法进行检测后，将检测结果发送给决策段，进行瓶颈决策分析，检测系统如图2所示。

表1不同路段在早高峰7:00-9:00的平均速度表(单位：km/h)

根据获取的公交车载GPS数据及相关处理，获取每秒公交车的位置和速度信息。经过相关计算得到每个路段在不同时间段内的平均速度值v_ijk，如表1所示为早高峰(j＝1)每个路段平均速度v_i1k，以及早高峰每个路段的平均速度的均值其中根据计算所有路段在早高峰内速度均值：

比较与的大小，当i＝2，i＝8，i＝9，i＝10时说明路段1、路段8、路段9和路段10时疑似瓶颈路段。

结合信号交叉口和公交停靠站的位置可知路段2为交叉口路段，路段9为停靠站路段，故剔除这些路段后，剩余的路段8和路段10为瓶颈路段。

分析路段8和路段10产生瓶颈的原因，发现路段8处经常有小汽车占用公交专用道，导致公交车进站时速度降低；路段10处右侧附近有宾馆，经常有车辆换道行为以及行人随意穿越公交专用道。因此可以针对这些原因采取相应的管控措施进行治理，如合理设置标志标线，禁止小汽车占用公交专用道、引导行人绕行通往宾馆等，减小外部因素对公交运行的干扰，提高公交运行效率。

对于晚高峰和平峰，同样根据示例中的步骤进行计算，找出不同峰段的瓶颈路段，对比分析不同时段瓶颈产生的原因。

为使结果更为精确，可统计一周公交车载数据进行计算，找出不同时段对应公交专用道瓶颈路段并进行相关分析。