居民公交出行链重复性量化分析及其出行规律研究

作为城市交通的枢纽,公共交通系统承载了大量的居民出行.自动数据采集系统收集的IC卡数据包含了大量的乘客出行信息,通过这些数据可分析居民公交出行规律,进而优化公交服务.引入信息熵及熵率对居民公交出行链重复性进行量化,研究了基于量化指标分析居民公交出行规律的方法.通过出行地点状态标定,将乘客的出行链转化为离散的出行序列;利...     

基于IC信息和概率理论的公交OD反推方法

针对现有公交OD调查成本高昂、数据可靠性不高、影响因素考虑不全等问题,通过对公交IC卡信息的处理获得公交站点上下乘客人数及对公交乘客出行特征的分析,结合站点吸引率,提出了单条公交线路站点间OD反推结构化算法,并通过实例分析进行了有效性验证。结果表明该方法经济节约,数据可靠,易于实现。     

基于多源数据的公交出行特征分析

为准确分析公交消费数据不完整情况下的公交出行特征,基于乘客上车刷卡数据、支付宝扫码数据及公交GPS数据,运用时空匹配法和出行链理论挖掘分析乘客上下车站点、公交线路OD矩阵、出行空间分布特性及消费时间分布特征。实际验证结果表明:1)使用IC卡和支付宝的乘客数量近似相等,使用现金人数较少,约占整体的6%;2)乘客出行次数在2次以下占总数的84%,换乘需求较少,公交可达性较高;3)高峰期消费次数均超过25000次/h,约占全天总数的23%,居民出行目的较为单一,大部分往返于居民区与办公商业区,与实际情况相符。     

基于乘客主观感知的公交客流拥塞量化表征模型

为了综合量化表征公交走廊客流承载设施及工具的空间拥挤性和客流运送时间效率,并科学评价客观技术指标和主观乘客感知对公交系统运行状态的敏感度,提出客流拥塞的概念,并用客流拥塞指数量化表征公交系统运行状态。通过解析客流拥塞与出行时效的关联,并分析公交出行阶段特征,基于“时效延长”思想构建客流拥塞量化表征模型,用于系统量化乘客对出行时间和空间拥挤的主观感知;选取影响出行时效的核心要素作为特征变量（车厢客流密度、站台乘客密度、区间乘车时间和站点候车时间）,采用直观类比打分SP调查法获取数据用于估计模型参数;基于北京西三环公交走廊实测数据,分析全天区间客流拥塞指数时空分布特征和走廊客流拥塞指数动态演化趋势。研究结果表明：北京西三环公交走廊客流拥塞高峰阈值为0.193 9,客流拥塞状态存在明显的方向特征,下行方向客流拥塞高峰状态更显著且持续时间更长;4个特征变量灵敏度系数均值分别为0.449 2,0.165 2,1.427 1和0.408 3,即区间乘车时间为客流拥塞指数最显著的影响因子,而站台乘客密度的影响程度最小,模型识别公交客流拥塞成因的能力得以体现;该模型能够综合全面地反映公交走廊客流拥塞时空分布和动态演化趋势,并能够应用于公交运行状态改善措施研究。     

融合XGBoost和图谱修正的公交通勤乘客目的地预测方法

准确把握公共交通通勤乘客的目的地, 有助于明确乘客出行需求, 提升公共交通服务水平。基于北京市1个月的公共交通出行数据和RP调查数据, 通过关联分析乘客公交卡号与公共交通刷卡数据和线站数据, 匹配获得563名通勤乘客完整出行链数据, 并利用关联规则实现302名公交通勤乘客高、中、低出行稳定性辨识。引入XGBoost集成学习算法, 分别以不同公交出行稳定性乘客出行目的地显著影响因素为输入变量, 以下次出行目的地为输出变量, 通过模型参数调优, 分类构建了公共交通通勤个体乘客下次出行目的地预测模型, 高、中、低稳定性乘客出行目的地预测准确率分别为90%, 66.67%和50%。借助个体乘客出行图谱转移概率对模型预测结果进行修正, 将预测准确率分别提升至91.2%, 83.21%和69.5%, 可以有效提升中、低稳定性乘客出行目的地的预测准确性。采用公交都市系统记录的目的地数据对下次出行目的地预测聚合结果进行对比验证, 客流预测值与真值变化梯度的绝对百分误差小于10%。因此, 在划分通勤乘客出行稳定性的基础上, 融合XGBoost和图谱修正的公交通勤乘客目的地预测预测方法具有较高准确性。      

基于站点上下客人数的公交客流OD反推方法研究

通过公交出行行为特征调查分析,研究了公交乘客出行站数的概率分布.基于公交乘客下车概率,以公交站点上下客人数和路段客流量为约束条件,提出了单条公交线路客流OD矩阵的推算方法,通过实例分析,验证了该方法的可行性和有效性.     

最大熵模型在公共交通分布预测中的应用

探讨了在无现状起讫点矩阵(O-D矩阵)的情况下如何应用最大熵模型较好地描述公交出行分布。利用公交定位技术和收费系统的有效信息,以乘客公交出行距离分布为约束条件,将对应状态数最多的出行分布视为预测的出行分布,以乘客的微观行为来反映公交分布的宏观状态。提出改进后熵模型的参数标定方法,并通过实例分析与佐佐木模型的预测结果进行比较,结果表明改进后的最大熵模型适用性较强,在公共交通分布预测中有很好的应用前景。     

基于蒙特卡罗的城市公交时空可达性模拟研究

公交时空可达性是衡量人们利用公交系统出行的难易程度,模拟公交时空可达性,并分析其影响因素,对于提高交通资源利用效率具有重要意义。提出1种基于蒙特卡罗的城市公交可达性的模拟方法,并研究道路拥堵状态和公交发车间隔对公交可达性的影响。利用等时线模型提出公交可达性的度量方法。将公交出行时空过程划分为候车、乘车、靠站、换乘4个阶段,构建每个阶段的时间模型,从而建立公交可达性的蒙特卡罗模拟模型。模型的参数值均由实际的公交GPS数据标定。建立理想的棋盘状公交路网,并进行不同道路状态下和不同公交发车间隔下的模拟,数值模拟结果表明,在弱作用力下时,可达性增长速度提高了近5倍。      

应对突发大规模流行病的城市常规公交管控策略

公共交通内部相对狭小和密闭的空间，使得乘客间频繁发生近距离接触，是流行病扩散的高危环境。面对诸如新型冠状病毒肺炎这类突发大规模流行病时，交通管理者通常采取的方案是全部公交线路停运，彻底阻断流行病通过公共交通系统传播这一个途径，但是对于公交乘客而言，如果缺乏替代的出行方式，将严重降低其移动性，甚至会影响其基本的生活条件。利用北京市公交IC卡刷卡数据，挖掘乘客的个人出行特征和相互之间的接触特征，构建公交乘客动态接触网络，试验数据统计显示北京公交乘客单次出行与他人的平均接触时间为17 min，通勤乘客工作日与他人平均累计接触123次。利用理论传播模型（SEI和SIS）模拟流行病在公共交通系统内的扩散，对比随机网络分析其特征，发现公交乘客间接触的周期性发生规律显著促进了流行病的快速传播。将乘客传播影响力集计至公交线路，针对常规公交网络设计停运部分线路的运营方案，使用站点间平均邻接距离作为指标，衡量部分停运方案导致的常规公交系统可达性损失。研究对比了停运方案实施前后的流行病扩散规模。研究结果表明，只需要停运小部分线路就能使流行病暴发得到遏制，同时公交系统的整体可达性没有明显下降。     

基于模糊-神经网络的公交出行不确定性研究

为了合理规划公交线路,优化公交路网,提高乘客的舒适性,在交通工程学、模糊理论的指导下,通过对影响公交出行的主要因素定性分析,确定了影响出行生成量的模糊因素;结合对某地公交出行实地调研,分析出影响因素与出行量之间的相互关系规律;并采用空间静态模糊预测方法对调研数据进行处理,从而得到公交出行中快捷、舒适、方便、安全的隶属度,最后结合BP人工神经网络预测出该地区的公交出行生成量,为交通设施的建设提供了理论依据.     

基于站点群体聚集性客流的公交串车调度优化

为提升城市公交准点率、减少延误，解决车辆串车问题，研究基于站点群体聚集性客流的公交调度优化方法。以乘客出行意愿、乘车属性、到站规律等标识公交客流变化特征，以车辆载客限制、站点延误、到达率、下车率等描述串车形成场景。考虑准时性、客流需求、调控策略等约束，采用实时混合控制策略，实现车头时距偏差与乘客总行程时间最小的多目标优化。提出的公交串车调度方法，考虑到乘客到达率的不确定性，并通过调控公交车辆站点驻站时间以及路段平均行驶速度，可满足站点时段性群体聚集公交客流出行需求，防范潜在的公交串车。在模型求解上，考虑到双目标优化视角的差异性，运用超车规则对串车场景下的出站车辆重新排序，设计基于NSGA-II的求解算法，以拥挤距离标定序度关系，以精英策略获取新种群，改进交叉算子，并基于TOPSIS法对获取的Pareto解集择优。最后，以实际公交线路为例进行案例分析，结果表明：基于站点群体聚集性客流的公交串车优化调度模型，系统考虑了乘客乘车属性与车辆载客限制，能够输出最优的车辆滞站与车速调整方案，并且能运算得出车辆离站时间、车头时距偏差、准点率、乘客等待时间以及乘客行程时间等多项运营指标。优化前后对比表...     

基于最大信息熵理论的UF系数研究

效用系数UF(Utility Factor)起源于SAE J 2841,为描述插电式混合动力汽车行驶时的燃油和电的消耗而提出。本文基于用户云平台数据,提出群体用户和个体用户出行里程特征的拟合方法。首先研究现有各主要国家的UF系数及其区别;然后研究最大信息熵理论应用于用户出行里程分布规律模型;接着,通过云平台数据随机选取16辆车一年的出行数据,并分析群体出行里程分布特征与个体出行里程分布特征;最后,讨论用户出行里程特征对于车辆动力系统设计的应用。经分析,研究用户出行里程统计分布的规律,有利于定制化地更有针对性地改进车辆能源管理系统,有利于各类混合动力汽车的客观评价与设计,有利于节能减排。     

基于乘客加权平均出行时间最短的公交站距优化模型

在分析公交出行过程和乘客出行链的基础上,提出了以乘客加权平均出行时间最小为优化目标的公交站距优化模型;通过算例,比较分析了运用该模型计算的站距、在约束范围内随机确定的站距及取平均站距下的乘客加权出行时间,验证了该模型的适用性和有效性。     

基于鲁棒优化的公交实时到站信息优化

公交实时到站信息是公交实时信息中的一项重要指标,不可靠的到站信息容易误导乘客。考虑突发客流等需求不确定条件,基于鲁棒优化的方法,提出了一种新的公交实时到站信息优化方法。不同于已往研究通过建立模型寻找更精确的到站时间预测方法,在已有的公交实时到站信息中,考虑客流情况的不确定性,以及乘客对公交实时信息的不同态度,同时考虑驾驶员在行驶过程中的恢复行为,建立数学模型,增加对公交实时到站时间预测的运行延误估计,给乘客提供一定的辅助信息来调整其出行计划及行为。通过案例验证了模型的有效性。结果表明:(1)对同一条公交线路而言,不同的等待时间成本系数导致结果发生明显的变化;(2)公交实时信息的普及可以节省乘客的出行时间成本;(3)对于服务水平较差的公交线路而言,模型应用产生的风险成本更大,模型在服务水平较好的公交线路上应用效果会更好。通过该公交实时到站信息优化方法,可以使现有的公交实时信息内容更为完善、精确,降低不准确的实时信息带给乘客的负面影响,从而帮助乘客更好的利用公交实时信息规划出行方案。     

考虑时间窗的定制公交线路时空分层优化模型

研究定制公交线网布局及调度优化对增强公交系统吸引力, 提高乘客出行效率具有重要意义。针对定制公交乘客需求点在时间和空间上分布离散的特点, 构建了考虑时间窗的定制公交时空分层优化模型, 并设计遗传算法对模型进行求解。通过渔网与核密度分析对需求点在时间和空间上进行了热点识别, 并实现热点区域聚类分析以及合乘站点分类。基于合乘站点集合, 综合考虑公交容量、线路长度、乘客出行距离构建了线路空间优化模型, 以乘客的时间花费最小作为优化目标构建了线路时间优化模型。以济南市城区定制公交为例对模型的性能进行评估, 案例结果表明: 模型优化后的线路方案, 乘客平均服务覆盖率可达96%, 服务区域内每个时段的单个乘客的平均节省时间为15 min, 公交的平均满载率为90%。      

北京公共交通通勤出行者满意度研究

公交出行满意度是一项乘客对公交直接反馈的重要信息指标,综合反映了一个城市的公交状况。本文在调查研究的基础上建立了北京通勤公交乘客满意度测评模型,根据建立的模型进行调查方案设计、安排调查,最后根据调查数据和所建模型进行测评分析,得出了现状通勤公交乘客的满意度情况,找出其最关心的问题和最需要解决的问题,并提出针对性建议。     

可靠性理论在公交网络分析中的应用

为了研究公交线路的布局及其发车频率两因素对乘客候车难易程度的影响,以公交网络拓扑为基础,借鉴工程可靠性理论,从直达站点对、非直达站点对以及公交网络3个层次提出了乘客候车可靠度概念,建立了相应的计算模型,并设计了可行的计算机程序。其中直达站点对、非直达站点对的乘客候车可靠度指标反映了在给定的公交站点对之间乘客候车难易程度,公交网络乘客候车可靠度反映了所有站点对之间乘客候车难易程度的平均值。乘客候车可靠度图中各站点对之间用线条连接,其宽度表示乘客候车可靠度值大小。该图可反映乘客在站点对之间出行时等候公交车辆难易程度的分布规律。算例证明了乘客候车可靠度及其图形能够为公交网络的定量、定性分析提供依据。     

基于智汇卡的公交大数据挖掘研究

选取公交行业大数据,涉及公交交易数据、公交GPS数据、地铁交易数据等,对数据结构进行分析,利用Oracle数据库对源数据进行筛选、清理,利用R语言、Python对数据进行更加精细化的分类、融合,通过设计算法分别实现公交交易数据与GPS数据融合、公交交易数据与GPS数据的上车站点名称匹配。以南京37路公交为例,挖掘公交客流特征,包括总体客流特征,老年人、学生和残疾人等特殊人群的公交出行特征;挖掘公交客流的日客流分布、时客流分布和空间客流分布;挖掘公交的运行状态中的运行参数,把握公交运行状态的规律。为智能公共交通系统建设、政府决策、公众便捷出行、企业运营调度优化及数据验证提供数据支撑。     

基于公交IC卡刷卡记录的居民出行OD推算方法研究

居民出行OD调查需要耗费巨大的资金和人力,并且常常由于调查的组织不力或者调查人员的不负责而导致调查数据不可信.公交IC卡数据可以准确显示每位持卡人的出行信息,通过对数据进行分析可以获得居民出行OD信息.根据公交IC卡数据的特征,针对不同类型的数据,提出了相应的数据预处理方法,利用处理后的数据使用VBA结合ADO技术推算公交出行的OD矩阵.利用此方法对昆明市公交出行OD进行推算,获得数据精确度较高,可以作为传统的大规模人工OD调查的替代方法.结合推算过程遇到的问题,为公交IC卡数据记录方式提出4条改善建议以使数据能够更准确、更简便地应用于OD推算.      

宁波市常规公交运行特征分析

常规公交作为一体化城市公共交通体系的重要一环,其运行特征是影响乘客出行方式选择以及公交服务质量的重要因素,研究公交运行特征对于进一步增强公共交通的吸引力,提升公共交通服务质量、缓解交通拥堵等方面具有着重要作用。因此,基于公交GPS数据,对宁波市常规公交运行特征进行了分析,研究结果和建议为提升宁波市常规公交运行效率提供了有益参考。