到每个子路段对 应的一个公交线路集合Line li j。
[0042] 3)根据实时的公交GPS数据，计算集合Line1^中的公交线路的车辆通过子路段 Iu的行程时间tuk。令路段1^上的路段分割点构成集合S1= {Sli]|j = 1，2…}，对于站 点i到交叉口 S1^之间的子路段，记录车辆k到达站点i的时刻T 以及交叉口 s ^的时 刻T1^则车辆k在子路段Ilil的行程时间t Uk= Tlil-Tm^1;对于交叉口 s ^ (j彡1)与交 叉口 Sl，_]+1之间的子路段，分别记录车辆到达两个交叉口的时刻T1Jj彡1)以及?\ ]+1，车辆 在路段I1, j+1上的行程时间t lij+1,k= 彡1);对于交叉口 S1, 彡1)与站点i+1 之间的子路段，则分别记录车辆到达交叉口 SuG彡1)以及站点i+1的时刻(j彡1)和 Ta"iTC,i+i，车辆在路段li,_j+i的行程时间t ink= 彡1)。在子路段为路段1^ 自身的情况下，分别记录车辆k到达站点i和站点i+Ι的时刻TalTiTCii、Ta" iTC,i+1，计算得到车 辆 k 在路段 Li上的行程时间 t ii：uk= T a"ive,i+1-Tarrive,i〇
[0043] 由于在实际应用中，公交GPS数据类型包括进出站数据和站间数据两类，并且数 据的采集间隔在IOs左右，根据进站数据可以直接得到公交车到达站点i的时刻T amreil，而 公交车到达道路交叉口的时刻Tli j无法直接获取，当数据采集时刻车辆刚好位于分割点处 时，Tli,即为数据的采集时刻，当不在分割点处时，根据在线路分割点前后两条GPS数据计 算T 1, ,如下：
[0044] Tli j= Tli j (1) + (^, ^2)-^ J(D)X 0.5
[0045] 其中，Tli j (I)、Tli j (2)分别为车辆在分割点前后连续采集两条GPS数据的时刻。
[0046] 4)利用前车运行数据估计待预测线路公交车在子路段Im上的行程时间。由于连 续通过同一路段的公交车在行程时间上具有较大的相关性，时间与当前越接近的前车运行 数据越能反映实时的道路交通状况，并且公交车具有相同的行驶特性，利用包括待预测线 路在内的多条线路的前车运行数据，可以得出待预测线路公交车的期望行程时间。
[0047] 选取最近一段时间内公交车在子路段Iu上的行程时间信息，令该段时间内包 括本线路车辆在内共有m辆公交车经过子路段I li ,，按照车辆经过的先后顺序形成集合 It1, u，\ ]ι2，…，\ ,,丄则待预测线路公交车在子路段I1,,上的期望行程时间:1*可以通过 下式计算得到：
[0048]
[0049] 5)预测公交车到站时间。根据实时的公交车GPS数据判断公交车目前所处的位 置，令当前时刻为T_，公交车到达下游站点的时刻为：
[0050]
[0051] 其中，/'(/ + 〃>为预测的公交车到达站点i+n的时间，i为公交车当前所在站点编 号，N为下游待预测站点数，N彡1，+ 为待预测公交车在相邻两个站点i+η-Ι与 i+n之间的期望行程时间。
[0052] 当η = 1时，f(/ + "_ I，/ + ")的计算方式如下：
[0053]
[0054] 其中，为公交车在路段1^的子路段Iu上的期望行程时间，Clli ,为子路段Iu 的长度，d_为根据实时公交GPS数据计算得到的公交车当前所在位置与子路段I u起点的 距离，0 < d < j为车辆所在子路段序号，j+r为后续子路段序号。
[0055] 当η彡2时（下游待预测站点数N彡2)，_ + ?-M+ ?)的计算方式如下：
[0056] i(/ + /7-l,/ + /?)-^r/；ji l /(. ? j -1,2,··';
[0057] 其中，为公交车在路段L1+n满子路段I 1+n u上的期望行程时间，j为子路 段序号。
[0058] 本发明在对实时公交到站时间进行预测时，通过计算多条线路公交车通过待预测 线路路段的行程时间，实现对待预测车辆在不同路段上的行程时间进行估计，进而预测出 公交车到达下游各站点的时间。由于建立了路段与公交线路之间的对应关系，可以充分利 用各线路的GPS数据信息，从而更好的把握了道路交通环境的变化情况。因此本发明提供 的技术方案具有较高的实时性和可靠性，预测精度高并且实现简单，能够满足实际应用需 求。
[0059] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，其特征在于：包括以下步 骤： 1) 根据公交车的行驶方向和交叉口，将公交线路划分为子路段； 2) 获取所有经过子路段U,的公交线路信息，建立子路段与公交线路的对应关系； 3) 根据实时的公交GPS数据，计算集合Line、,中的公交线路的车辆通过子路段1u的 行程时间 4) 利用前车运行数据估计待预测线路公交车在子路段、，上的行程时间； 5) 预测公交车到站时间。2. 如权利要求1所述的基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，其特 征在于：所述步骤1)中，对于相邻两个停靠站点之间包含道路交叉口的路段Q，以交叉口 Sli]为分割节点，将其进一步划分为更短的子路段lu，所述子路段U,包括停靠站点到交叉 口之间的路段、相邻两个交叉口之间的路段以及交叉口到停靠站点之间的路段；对于不含 交叉口的路段Q，则其子路段为路段Q自身。3. 如权利要求2所述的基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，其 特征在于：所述步骤2)中，令包括待预测公交线路在内经过子路段lu的公交线路共有 n(n彡1)条，则每个子路段对应一个公交线路集合Liru^4. 如权利要求3所述的基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，其特 征在于：所述步骤3)中， 令路段Q上的路段分割点构成集合S;={s" |j= 1，}; 对于站点i到交叉口Slil之间的子路段，记录车辆k到达站点i的时刻TamTCil以及交 叉口 的时刻T〇，则车辆k在子路段1^的行程时间tlilik=T 对于交叉口Sli](j多1)与交叉口sli]+1之间的子路段，分别记录车辆到达两个交叉口 的时刻Lj(j彡1)以及j+1，车辆在路段kj+1上的行程时间11 j+1,k=Tij+1-IV」(j彡1); 对于交叉口s^(j彡1)与站点i+1之间的子路段，则分别记录车辆到达交叉口Si,」(j彡1)以及站点i+1的时刻IVj(j彡1)和TalT1TC,1+1，车辆在路段kj+1的行程时间tlij+1,k =Tarrive,1+1-T1,J(j^ 1); 在子路段为路段1^自身的情况下，分别记录车辆k到达站点i和站点i+1的时刻 ^arrive,i^Tarrive，i+ 1? 计算得到车辆k在路段Q上的行程时间tiilik=TalTiTC,i+1_TalTiTC,5. 如权利要求4所述的基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，其特 征在于：所述步骤4)中，选取最近一个时间段内公交车在子路段lu上的行程时间信息，令 该段时间内包括本线路车辆在内共有m辆公交车经过子路段，按照车辆经过的先后顺 序形成集合u，\ \ ，则待预测线路公交车在子路段k,上的期望行程时间 可以通过下式计算得到：6. 如权利要求5所述的基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，其特 征在于：所述步骤5)具体包括如下步骤： 根据实时的公交车GPS数据判断公交车目前所处的位置，令当前时刻为T_，公交车到 达下游站点的时刻为：其中，f(/_f?)为预测的公交车到达站点i+n的时间，i为公交车当前所在站点编号，N为下游待预测站点数，?^多1，:?(|':+_?__-1_,,_1 + ?)_:为待预测公交车在相邻两个站点1+11-1与1+11 之间的期望行程时间； 当]1=1时，扣+'?、-'1!^十/?)的计算方式如下：其中，为公交车在路段1^的子路段1u上的期望行程时间，（^，为子路段1u的长 度，（1_为根据实时公交GPS数据计算得到的公交车当前所在位置与子路段1u起点的距 离，0 <d<j为车辆所在子路段序号，j+r为后续子路段序号。 当n彡2时，S卩下游待预测站点数N彡2,雄的计算方式如下：其中 :为公交车在路段L1+n 子路段11+n ,上的期望行程时间，j为子路段序 号。
【专利摘要】本发明属于城市智能公共交通信息处理技术领域，具体公开了一种基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法，包括将待预测公交线路划分为多个行驶路段、建立路段与公交线路的对应关系、计算车辆在不同路段上的行程时间、估计待预测车辆在不同路段上的行程时间、预测公交车到达下游站点的时间五个步骤。本发明对目标车辆在下游各站点的到站时间进行预测时，将待预测线路以交叉口为节点划分为多个运行路段，充分利用前一时间段内经过相应路段的所有公交车辆的GPS数据，估计出待预测车辆在不同路段上的期望行程时间，最终建立实时的公交到站时间预测模型，确定待预测车辆到达下游各个站点的时间。
【IPC分类】G08G1/123
【公开号】CN105096643
【申请号】CN201510557429
【发明人】孙棣华, 刘卫宁, 赵敏, 左庆
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月2日