[发明专利]一种基于多源数据的定制公交线路生成方法

说明书

本发明公开了一种基于多源数据的定制公交线路生成方法，属于公共交通信息处理技术领域。所述的方法包括基于多源数据的定制公交需求提取、站点聚类融合、需求与站点之间的匹配、定制公交线路优化模型的构建、基于遗传操作的启发式方法设计以及求解模型得到定制公交线路集等步骤。本方法结合公交IC卡，GPS数据及新型互联网数据，提取乘客出行需求，同时考虑线路的覆盖率与乘客平均出行时间成本构建定制公交线路优化模型并输出线路方案，为定制公交的实际规划提供理论方法。与传统基于调查的方法相比，本方法可以识别潜在需求，以更大限度地提取定制公交出行需求。本发明所得结果可为实际定制公交线路的制定，以及后续发车频次，时刻表及乘务人员的调度优化提供决策支撑。

技术领域

本发明涉及公共交通信息处理技术领域，具体地说是一种基于多源数据的定制公交线路生成方法。

背景技术

伴随着我国城市化、机动化进程的不断加快，城市交通需求迅速增长，道路交通安全、拥堵和环境恶化等交通问题日益严重。因此，“公交优先”发展战略已成为应对城市交通问题的共识。然而，由于目前我国城市公交线网布局及组织调度与居民出行特性、道路网络结构以及交通设施时空资源配置方面的不均衡性，导致了现有公交系统不能满足居民日益增长的出行需求。在市民出行需求多元化和常规公交服务模式单一化的突出矛盾下，大力发展多元化公共交通系统，引导其进一步向高效、和谐、生态的模式发展是城市交通发展的必然趋势。

在此背景下，以缓解地面交通拥堵状况，满足乘客多元化出行需求为目标的一种需求响应式公共交通服务模式应运而生，即定制公交。作为常规公交服务模式的补充，这种新兴的公交服务模式通过整合个体出行需求，为出行起讫点、出行时间相似的人群提供量身定制的公共交通服务，以提供高效直达的出行服务。

由于定制公交是一种新兴的公交服务模式，发展历史较短，因此从目前的情况来看还存在一些问题。由于目前的定制公交系统需求数据采集方法相对单一，大多数情况下基于调查数据，无法准确捕获出行需求，导致线网规划不合理，开行的线路覆盖率低，无法适应居民的出行需求，以至于上座率不高，造成公共资源的浪费。近年来，“互联网+交通”借助移动互联网、大数据等技术和理念，将互联网与传统交通运输业进行有效渗透与融合，并提供了新的数据采集方法。因此，在此背景下，如何结合传统公交数据与新型互联网数据，充分挖掘分析乘客的出行需求，合理设计定制公交线路，提升公共交通整体运营效率与服务质量是需要探究的问题。

发明内容

针对目前技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于多源数据的定制公交线路生成方法，即通过分析IC卡，GPS，移动终端导航规划等数据获取乘客出行需求；在此基础上，充分考虑线网的需求覆盖率与乘客出行时间成本，构建多目标定制公交线路生成模型，并设计相应的智能启发式求解算法生成相应的定制公交线路。本发明的实现包括以下步骤：

第一步，根据公交IC卡数据，GPS数据，移动终端规划数据提取乘客出行需求。对于IC卡数据记录乘客上下车站点的情况，可直接提取乘客的起讫点；对于IC卡数据没有记录乘客上下车站点的情况，需结合GPS数据提取乘客上下车站点。移动终端规划数据包括用户查询的起点，终点，时间及期望的出行方式，反映了一种潜在需求。经过此步骤，得到用户的出行起点，终点及时间信息。基于提取的乘客出行信息，根据其出行的时间与空间频次，并结合相应的行业标准，确定该起讫点是否为定制公交线路的需求点。

第二步，将站点进行聚类。由于同一个需求区域存在多个公交站台，考虑到未来对定制公交站台的规划，通过K-means方法将需求区域内相邻的多个公交站台进行聚类融合，确定定制公交线路的候选站点，通常公交站点服务影响的范围为半径500米至1000米。

第三步，将第一步提取出的需求按空间分布分配到第二步聚类融合后相应的公交站点。这样就得到了每个候选站台的需求分布情况。

第四步，在出行需求提取的基础上，综合考虑线网需求覆盖率与乘客出行时间成本构建定制公交线路优化模型。