一种基于瓶颈分析的公交调度方法、电子设备及存储介质与流程

技术特征：
1.一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、客流分析，根据公交ic卡数据和公交gps数据，进行以下公交客流分析：s1.1、区域客流分析；s1.2、线路客流分析；s1.3、站点客流分析；s1.4、车辆客流分析；s1.5、廊道客流分析；s2、需求预测：根据公交ic卡数据，推测乘客当前上车站点的换乘站点和下车站点，预测公交需求，然后基于步骤s1的站点客流分析、线路客流分析及区域客流分析，获取历史大客流事件，完成公交需求预警；s3、运力分析：基于步骤s2获取的历史大客流事件，以历史大客流事件地点为中心，以800米-1200米为半径，搜索历史大客流事件中心辐射范围内公交线路、覆盖的公交站点及出租车，并统计覆盖范围内公交车辆数、巡游出租车辆数、网约出租车辆数、线路发车频次、断面满载率；s4、瓶颈分析：基于步骤s2的需求预测，步骤s3的运力分析，搜索公交需求大于周边公共交通运力的大客流事件，识别瓶颈点及其形成原因；s5、公交调度：基于步骤s4识别的瓶颈点，动态调整公交班次的发车时间，实时调度区域出租车，具体方法如下：s5.1、首先查看步骤s4得到的瓶颈原因；s5.2、若瓶颈原因为公交匹配程度好，但公交出行需求大，则查询瓶颈点辐射范围内所有公交线路、覆盖的公交站点，计算车厢满载率，优先对车厢满载率高的公交线路进行调度，通过增加公交车数量，满足出行需求，综合客流分析过程中得到的断面客流和公交车辆额定车容量计算车厢满载率，车厢满载率的计算公式为：其中，通过车次的客位数通过公交信息数据获得；s5.3、若瓶颈原因为公交匹配程度低，地点偏僻，出租车数量少，查询一定范围内符合条件的空驶出租车，按时间优先、顺路、就近原则向符合条件的空车下发调度信息﹐驾驶员收到调度信息进行反馈，乘客上车后返回确认信息，完成区域出租车调度。2.根据权利要求1所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s1中区域客流分析基于公交ic卡数据和公交gps数据，进行公交乘客上下车站点推算，得到公交线路的站点od，具体实现方法包括如下步骤：s1.1.1、根据gps数据和公交ic卡数据，以时间为主要匹配因子，ic卡上车站点为刷卡时间最接近的gps停靠站；s1.1.2、根据同一乘客在同一天中公交乘车的终点接近下一次乘车的起点的假设，判别连续两次乘坐公交时后一次公交出行的上车站点是前一次公交出行的终点；s1.1.3、根据同一乘客在同一天中最后一次乘车的终点接近同一天第一次乘车的起点的假设，判别最后一次出行的下车站点为该天第一次乘车的起点；s1.1.4、根据同一乘客在同一天中连续两次乘车的线路相同方向相反的假设，判别连
续两次乘坐同一条线路时，第一次乘车的下车站点为第二次乘车的上车站点，第一次乘车的上车站点为第二次乘车的下车站点；s1.1.5、根据步骤s1.1.1-1.1.4得到公交出行的上车站点和下车站点数据，统计得到公交线路不同站点之间一天内的客流量，从而得到公交线路站点的od矩阵。3.根据权利要求1或2所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s1中线路客流分析为分析路网上断面公交客流分布，包括线路各站点上下行站点客流量与断面客流量，通过公交gps数据和公交上下客计数器获取公交站点的上客量与下客量，计算得到站点客流量，然后通过公交站点客流量计算得到断面客流量；站点客流量计算公式如下：站点客流量=上客量 下客量断面客流量计算公式如下：其中，为公交线路经过第站后的区间断面客流量，为第站的上车人数，为第站的下车人数；步骤s1中站点客流分析为分析所有站点客流量大小，包括站点运营时间内客流变化及途径线路上下客流量分布；通过公交gps数据和上下客计数器获取各站点的上客量与下客量，计算得到站点总上客量与总下客量；站点总上客量计算公式如下：站点总上客量=其中，为途径线路的上客量，为途径线路总数；站点总下客量计算公式如下：站点总下客量=其中，为途径线路的下客量。4.根据权利要求3所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s1中车辆客流分析为分析公交车车辆及其运行数据，具体包括以下步骤：s1.4.1、通过交通车辆识别获取车牌号数据；s1.4.2、通过对接公交公司数据获取公交线路、发车时间、公交车辆的额定车容量数据；s1.4.3、通过断面客流量计算公式得到断面客流量，即为公交在该断面的实际载客量，并通过公交满载率公式计算得到公交满载率；公交满载率计算公式如下：；s1.4.4、通过实时公交gps数据，采用地图匹配算法，计算公交运行速度、预测公交到站
时间：s1.4.4.1、路段公交车速计算：首先采用地图匹配方法，得到公交的行驶轨迹点；采集相邻轨迹点的距离、行程时间，计算路段公交车速，计算公式为：分别将相同时段内的路段公交车速进行平均，即得到路段各时段的公交平均速度；s1.4.4.2、公交站间车速：a、从公交gps数据中提取同一线路的各车辆gps数据；b、如果有gps点的位置与车站位置相同，则以该gps的时刻作为车辆的到站时刻与出站时刻；如果没有gps点的位置与车站位置相同，则分别选取距离车站最近的上游与下游gps点的时刻，作为车辆的到站时刻与出站时刻，得到车辆的到站时刻和出站时刻；c、通过同一车辆在前一站点的出站时刻、后一站点的到站时刻，计算得到公交站间行程时间；d、计算公交站间的行程车速=公交站间的线路长度/公交站间行程时间；e、按小时将各时段由该线路多辆车辆gps数据计算得到的行程车速求平均值，即得到公交站间的平均速度；s1.4.4.3、公交到站时间预测：根据公交gps数据实时判断公交车的位置及运行速度，结合步骤s1.4.4.2得到的公交站间车速，预测公交到站时间。5.根据权利要求4所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s1中廊道客流分析分别通过早高峰、晚高峰、平峰和全天的断面客流量计算得到早高峰、晚高峰、平峰和全天的廊道客流量：廊道客流量计算如下：廊道客流量=式中，为公交线路的断面客流量，为廊道中所有的公交线路数。6.根据权利要求5所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s2中具体实现方法包括如下步骤：s2.1、乘客一次出行下车站点推演：根据公交ic卡数据，在历史日期中搜索与当前上车站点上车时间最接近的历史上车站点，将该历史上车站点对应的下车站点确定为当前上车站点即将到达的下车站点；s2.2、乘客多次出行换乘站点推演：根据公交ic卡数据，在历史日期中搜索公交刷卡数据和当前上车站点，确定即将到达的下车站点位置，然后分析上车站点与下车站点是否在同一条线路上，若不在同一条线路上，则分别对上下车站点所在的公交线路进行匹配分析，确定公交线路换乘方式，再选择线路间步行距离和时间最近的两个站点为换乘站点；s2.3、根据步骤s2.1、s2.2通过当前上车站点推导出对应的下车站点和换乘站点后，根
据步骤s1的方法获得站点客流量和公交od分布、计算线路的断面客流量；s2.4、定义历史大客流事件为同一区域某时间段的客流超过该时间段的平均客流，则认定为该时间段发生了历史大客流事件，以历史大客流事件地点为中心，从零开始依次增加10m扩大半径，搜索历史大客流事件中心辐射范围内所有公交线路及覆盖的公交站点，当公交站点的数量大于5时暂停搜索，完成公交需求预警。7.根据权利要求6所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s3中的数据通过公交公司对接数据和实时公交gps数据获得，公交线路信息数据包括：线路批文、线路编号、线路类型、发车间隔、售票方式、票价、线路首末站、中途停靠站、单边里程、途经道路、区间线、运营时间、配车数；车辆位置监控信息数据包括：根据公交gps数据，实现公交与出租车辆实时定位跟踪功能，以一定的时间间隔接收gps定位信息及车辆状态信息；行车计划信息数据包括：发车时间、首站名称、单向运营时间、末站名称、到站时间。8.根据权利要求7所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法，其特征在于：步骤s4中的瓶颈分析的具体实现方法包括如下步骤：s4.1、根据不同大客流事件分析各个时间段下的客流需求规模与周边公共交通运力匹配程度，确定服务供给的瓶颈点：基于步骤s2的需求预测，步骤s3的运力分析，依次判断历史大客流事件处的公共交通出行需求与公共交通运力大小：公共交通出行需求为步骤s2需求预测中上车站点在该大客流事件范围内的乘客人数；公共交通运力=公交车辆数
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额定车容量其中公共交通车辆数为步骤s3运力分析中大客流事件覆盖范围内的公交车辆数和出租车辆数；若公共交通出行需求>公共交通运力，则该历史大客流事件为瓶颈点；s4.2、对瓶颈点进行公交出行需求匹配，通过以下计算公式计算覆盖范围内的公交直达率和换乘率：公交直达率计算公式如下：公交换乘率计算公式如下：其中公交直达人数、公交换乘人数及公交总乘车人数根据步骤s2的乘客一次出行下车站点推演和乘客多次出行换乘站点推演得到，若乘客为一次出行，则统计在公交直达人数中，若乘客为多次出行，则统计在公交换乘人数中；s4.3、当步骤s4.2计算结果为公交直达率不低于0.7，则确定瓶颈原因为：公交匹配程度较好，但公交出行需求大；s4.4、若公交直达率低于0.7，再根据步骤s3的运力分析进行出租车出行需求匹配，如果出租车数量不足以满足客流需求，则确定瓶颈原因为：公交匹配程度低，地点偏僻，出租车数量少。9.电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述的一种基于瓶颈分析的公交调度
方法的步骤。10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的一种基于瓶颈分析的公交调度方法。

技术总结
一种基于瓶颈分析的公交调度方法、电子设备及存储介质，属于公共交通领域。为解决公交车辆调度智能化的问题。本发明客流分析根据公交IC卡数据和公交GPS数据，进行区域、线路、站点、车辆、廊道客流分析；需求预测推测乘客当前上车站点的换乘站点和下车站点，基于历史大客流事件完成公交需求预警；运力分析以历史大客流事件地点为中心800-1200米为半径，搜索辐射范围内公交线路、覆盖的公交站点及出租车，统计覆盖范围内公交车辆数、巡游出租车辆数、网约出租车辆数、线路发车频次、断面满载率；瓶颈分析搜索公交需求大于周边公共交通运力的大客流事件，识别为瓶颈点；公交调度：动态调整公交班次的发车时间，实时调度区域出租车。实时调度区域出租车。实时调度区域出租车。


技术研发人员：张晓春 刘诗昆 刘晓玲 丘建栋 刘恒 唐易 陈伦 郭家颖
受保护的技术使用者：深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2022/11/29