[发明专利]一种基于多公交线路运行数据融合的城市公交到站时间预测方法

摘要

本发明公开了一种基于多公交线路运行数据融合的城市公交到站时间预测方法，包含步骤10）采集待预测公交站点沿线的公交运行相关数据、步骤20）建立公交到站时刻历史数据库、步骤30）建立公交运行数据预测数据库、步骤40）确定公交到站时间预测函数、步骤50）检测公交到达并更新数据库、步骤60）预测公交到站时间及步骤70）记录公交实际到站时间并更新数据库。该发明方法结合现有公交到站时间预测方法，通过适合我国城市内部交通环境的系统设置，采用多线路公交运行数据的融合，为公交乘客提供各个站点的公交到站预测时间，降低乘客在公交站点的等候时间，提高城市居民时间的利用效率，进而提升城市公交系统的吸引力。

主权项

一种基于多公交线路运行数据融合的城市公交到站时间预测方法，其特征在于，该方法充分利用待预测公交站点沿线的所有公交线路的运行数据，通过不同公交线路间的运行数据融合，获取关键数据并得到公交的到站预测时间，具体包含以下步骤：步骤10)采集待预测公交站点沿线的公交运行相关数据；待预测公交站点沿线的公交运行相关数据包含：该公交站点上游最近的公交站点至该公交站点间的所有公交线路数N、各条公交线路的名称集合M＝{mi|N≥i＞0}和公交到站时刻数据，其中，所述各条公交线路的名称集合M中，mi为第i条公交线路的名称，其中，i为公交线路的序号，i为整数，公交到站时刻数据包含：第i条公交线路的第j班次的公交到达所述待预测公交站点上游最近的公交站点的时刻第i条公交线路的第j班次公交到达所述待预测公交站点的时刻j为公交班次的序号，j为整数；步骤20)建立公交到站时刻历史数据库；将所述步骤10)中采集得到的公交到站时刻数据按照的大小由小到大排序，并依次存储公交到站时刻数据及线路数据，建立公交到站时刻历史数据库，所述公交到站时刻历史数据库采用数组方式存储；步骤30)建立公交运行数据预测数据库；将所述步骤10)中采集得到的公交到站时刻数据按照的大小由小到大排序，针对序号为k的数据，按照从k‑1到1的倒序搜索所述步骤20)公交到站时刻历史数据库中，第一个与序号为k的公交线路的名称相同的数据的序号值Sk，计算最近的相同线路的公交运行时间、最近的不同线路的公交运行时间，依次融合不同线路的公交运行数据，计算公交运行融合时间，建立公交运行数据预测数据库；所述公交运行数据预测数据库采用数组方式存储；步骤40)确定公交到站时间预测函数；公交到站时间预测函数为Ttar＝b0+b1Tsame+b2Tdiff+b3Tmix+Tpre，采用matlab软件，将所述步骤20)中公交到站时刻历史数据库中的Ttar,k带入步骤40)中预测函数的Ttar、将所述步骤20)中公交到站时刻历史数据库中的Tpre,k带入步骤40)中预测函数的Tpre，将所述步骤30)中公交运行数据预测数据库的Tsame,k、Tdiff,k、Tmix,k分别带入步骤40)中预测函数的Tsame、Tdiff、Tmix，得到公交到站时间预测函数中的b0、b1、b2、b3值，确定公交到站时间预测函数；Tpre,k为该数据对应公交车辆到达所述待预测公交站点上游最近的公交站点的时刻，Ttar,k为该数据对应公交车辆到达待预测公交站点的时刻，Tsame,k为公交运行数据预测数据库中第k个数据所对应的最近的相同线路的公交运行时间，Tdiff,k为公交运行数据预测数据库中第k个数据所对应的最近的不同线路的公交运行时间，Tmix,k为公交运行数据预测数据库中第k个数据对应公交车辆的公交运行融合时间；b0、b1、b2、b3是各个时刻参数的系数；步骤50)检测公交到达并更新数据库；当检测到有新的公交到达所述待预测公交站点上游最近的公交站点时，在所述步骤20)公交到站时刻历史数据库中新增一个数据记录H+1，记录该新的公交的线路名称RH+1，记录该公交到达所述待预测公交站点上游最近的公交站点的时刻Tpre,H+1，在所述步骤30)公交运行数据预测数据库中新增一个数据记录H+1，计算并记录最近的相同线路的公交运行时间Tsame,H+1、最近的不同线路的公交运行时间Tdiff,H+1、公交运行融合时间Tmix,H+1，其中，其中下标SH+1为按照从H到1的倒序搜索所述步骤20)公交到站时刻历史数据库中，第一个与序号为H+1的公交线路的名称相同的数据的序号值，Tdiff,H+1＝Ttar,H‑Tpre,H；步骤60)预测公交到站时间；将所述步骤50)得到的Tsame,H+1、Tdiff,H+1、Tmix,H+1、Tpre,H+1带入步骤40)中确定的公交到站时间预测函数Ttar＝b0+b1Tsame+b2Tdiff+b3Tmix+Tpre中的Tsame、Tdiff、Tmix、Tpre，计算得到预测的公交到站时间；步骤70)记录公交实际到站时间并更新数据库；当所述步骤20)公交到站时刻历史数据库中的数据记录序号H+1对应的公交到达目标公交站点时，将该时间记录入所述步骤20)公交到站时刻历史数据库中数据记录序号H+1中的公交到达所述待预测公交站点的时刻Ttar,H+1；随后，将所述所有数据库中的数据记录序号H增加1。