[发明专利]基于多元信息数据的公交到站时间预测方法及系统

权利要求书

1.一种基于多元信息数据的公交到站时间预测方法，其特征在于：所述预测方法包括以下步骤：

1)对获取的多元信息数据进行预处理，形成历史数据库，所述多元信息数据包括预测线路的公交车辆GPS数据、通行路段其它线路公交车辆的GPS数据和公交车IC卡信息，数据处理后得到的信息包括：线路编号、车牌编号、车辆运行位置、车速、所在站间区间、车辆在各车站到达时刻、离开时刻、上车人数和下车人数；

2)建立模型预测公交车辆的站-站间行驶时间；

2.1)当公交线路集合所包含的公交车辆数目k，即k<N时，N为公交线路集合所包含的公交车辆数目的最小阈值，基于公交运行线路中相邻两个站点间的行程时间的历史数据统计回归，来得到预测的路段行程时间，通过以下公式实现：

ti,i+1j=Σn=1j-1βnti,i+1n+φi,i+1,1<n≤j-1]]>

其中，为第j班公交车从第i个站点到第i+1个站点的预测运行时间；βⁿ为回归系数；为纳入样本的公交车从第i个站点到第i+1个站点的历史运行时间，φ_i,i+1为路段行程时间估计参数；

2.2)当公交线路集合所包含的公交车辆数目k，即N≤k≤M时，M为公交线路集合所包含的公交车辆数目的最大阈值，预测的路段行程时间的计算过程包括以下步骤：

①公交线路集合L的确定：公交线路集合L为

为公交车辆j在当前站点的到站时刻，为公交线路集合中的公交车辆k在目标站点的到站时刻；

②加权因子确定：

加权因子Γ_k由公交线路集合中的公交车辆的站站间的行驶时间按到站间隔的倒数计算得到，计算公式由以下实现：

Γk=1/(Tl,ji-1-TL,ki-1)Σk=1m1/(Tl,ji-1-TL,ki-1)]]>

其中，为公交线路集合中的公交车辆k在当前站点的到站时间；m为公交线路集合中的公交车辆总数；

预测的路段行驶时间计算式为：

其中，为公交线路集合中的公交车辆k在站站间的行驶时间；

3)根据推算的车站上下客量预测在站停站时间：

TDwellASn-1(k)=αSn-1(k)+βSn-1(k)×Max(Nin,Nout)+γSn-1(k)×C]]>

其中为回归参数，Max(N_in,N_out)为该公交车站上下客人数的最大值，C为公交车辆的乘客满载率，由此时车上实际载客数量与额定最大载客数量的百分比表示；

由公交车辆的站-站间行驶时间、在站停站时间得到区间行程时间并进行公交车辆的到站时间预测。

2.一种基于多元信息数据的公交到站时间预测系统，其特征在于：所述预测系统包括公交GPS数据采集系统、IC卡数据采集系统和数据处理系统；

所述公交GPS数据采集系统包括车载公交车GPS数据采集设备、线路站点信息表和路网GIS地图，分别提供公交车实时数据、线路站点基础信息数据表、GIS空间数据库；

所述IC卡数据采集系统包括车载机和数据采集系统，分别提供乘客刷卡信息、公交IC卡操作型数据库和公交IC卡数据仓库；

所述数据处理系统包括数据接收模块、预处理模块、运行状态参数估计模块和公交到站时间预测模块，其中：

所述数据接收模块将公交GPS数据采集系统的数据实时发送到预处理模块上，并能对数据接收条数、数据接收时间、服务器运行状况进行统计记录，实时监控数据的质量状况；

所述预处理模块以公交GPS数据作为输入，根据其历史数据特征与相关性来识别异常数据，并进行剔除错误数据、修正问题数据和互补融合补充数据；

运行状态参数估计模块，根据预处理模块获得的数据实时计算路段行程时间、站点客流延误，并基于历史数据与调查信息进行公交运行特征的估计，构建实时数据库与历史特征库；

公交到站时间预测模块，基于公交运行特征库，实时计算区间内的路段行程时间，对公交车辆到站时间进行预测。