[发明专利]一种计算城市任意区域公交线网密度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及公交系统线网密度计算方法，尤其是基于多公交线路GPS数据的城市任意区域的公交线网密度的方法。

背景技术

公交线网密度是指单位面积内所拥有的公交线网长度。通常利用公交线网长度(L)与区域面积(S)之比来表示，即公交线网密度D＝L/S。公交线网密度大体能反映一个地区公交线网的发展水平，因此，公交线网密度是衡量城市公共交通服务水平的一项重要指标。

城市公共交通是满足居民基本出行的社会公益性事业，是交通运输服务业的重要组成部分，与居民生产生活息息相关，与城市运行和经济发展密不可分。随着城市转型升级，城市人口不断增长，乘坐公交出行的居民数量不断增加，城市公交服务系统面临的压力也逐步加大。

公交线网设置是公交的重要组成部分，公交线网的规划、设置对居民出行乘车感受、乘车便利性及公交系统的运行成本产生直接影响。建设部颁发的《城市道路交通规划设计规范》，提到“在市中心区规划的公共交通线路网的密度，应达到3－4公里每平方公里；在城市边缘地区应达到2－2.5公里每平方公里。”

现行的公交线网密度计算方法是用各公交运营线路的实际长度除以所经地区的面积。但是，该计算方法只是直接使用线网数据，忽略了城市公交线网的相似性与重复性，从而影响到最终数据的准确性。因此，即使某一区域规划的公交线网密度，达到规范要求，也可能因为线网设置重复，致使实际线网覆盖不均匀。当去除掉重复的公交线网，实际线网密度降低，有可能无法达到相关规范要求，从而无法满足部分区域居民的乘车需求。经发明者研究发现，基于多公交线路GPS数据分割和距离相似性去重的线网密度的方法，可以提高公交线网密度测算的准确性。

发明内容

发明目的：本发明主要提供一种计算城市任意区域公交线网密度的方法，该方法对多条公交线路的GPS数据进行分割，采用距离相似性技术去掉重复线路，将非重复线路累加得到道路中心线总长度，然后与选定的城市区域进行相除，求得最终的公交线网密度，从而为公交公司进行线网规划和优化提供了很好的参考依据。

技术方案：本发明的计算城市任意区域公交线网密度的方法，包括如下步骤：

步骤一，采集公交线路基础GPS数据，数据中包含各条公交线路上公交车辆行驶的轨迹，包括经度、纬度等，令S表示线网密度，L代表有公交线路的道路中心线总长度，单位是为km，F是公交服务的城市用地面积，单位是km²，则公交线网密度计算公式为：

S＝L/F   (1)

在公式(1)中，道路中心线总长度L通过将所有公交线路的路线长度相加求得，求各过程中去除公交线路重复的部分。在已知公交服务面积的边界点经纬度的情况下，选定区域的公交服务面积F通过求解多边形面积而得到。如公式(1)所述，求公交线网密度的关键在于如何在公交线路之间有重合的情况下，计算所有公交线路的道路中心线总长度。

步骤二：根据影响公交线网密度测算的公交线路重合因素，计算距离相似性，并根据相似程度去掉重复路段。在本发明中，公交线路的去重问题建模为移动轨迹序列相似性匹配问题。假定A和B表示两条公交线路的行车轨迹，A₁和A₂表示线路A的一个路段，B₁和B₂表示线路B的一个路段，在欧式空间中计算出端点A₁与A₂，B₁和B₂的距离d₁和d₂，并与给定的阈值θ比较得到比较结果具体计算公式如下：

在公式(2)中，的值小于零表示公交线路段A₁A₂与B₁B₂相似，而的值大于零表示公交线路段A₁A₂与B₁B₂不相似。