226-基于IC卡和車輛GPS的數(shù)據(jù)融合與公交建模分析

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1、基于IC卡和車輛GPS的數(shù)據(jù)融合與公交建模分析李星月吳尋賀曉琴【摘要】“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下數(shù)據(jù)采集和分析手段發(fā)生了技術(shù)上的變革。本文融合了公交IC卡和公交車輛GPS數(shù)據(jù)，基于乘客多次出行的連續(xù)性條件，采用時(shí)間空間匹配算法推算乘客公交出行上下車站點(diǎn)，從而得到公交出行OD，并通過傳統(tǒng)方法對(duì)結(jié)論可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。最后在公交站點(diǎn)的基礎(chǔ)上建模疊加路段客流，實(shí)現(xiàn)公交客流在全路段的分配，對(duì)同類型城市公交規(guī)劃建模具有借鑒意義?！娟P(guān)鍵詞】GPS數(shù)據(jù)；IC卡數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)融合；公交OD；公交分配1引言城市公交乘客出行OD是進(jìn)行公交規(guī)劃分析的基礎(chǔ)條件，在現(xiàn)狀剖析中具有至關(guān)重要的作用。獲取公交乘客出行OD矩陣的傳統(tǒng)方式是跟

2、車調(diào)查小票法[1]，即針對(duì)抽樣公交車上安排人工調(diào)查員，對(duì)乘客上下車行為發(fā)放調(diào)查卡片，以此獲得乘客上下車站點(diǎn)及斷面流量等信息。該方法所需人力較大，且抽樣精度低，時(shí)間覆蓋面范圍小。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，公交智能化技術(shù)日益革新，城市公交IC卡數(shù)據(jù)以及車輛GPS定位數(shù)據(jù)逐漸受到眾多學(xué)者的探討。戴宵等[2]首先提出基于IC卡數(shù)據(jù)進(jìn)行客流特征分析的思路；徐建閩等[3]提出了基于GPS和IC卡數(shù)據(jù)單線公交OD的生成方法；尹長(zhǎng)勇等[4]通過推算站間運(yùn)行時(shí)間，建立匹配約束規(guī)則完成站點(diǎn)的匹配；吳祥國(guó)[5]提出獲取公交站點(diǎn)OD的基本方法，通過站點(diǎn)的聚類獲得交通小區(qū)的公交OD。不同于以往研究，本文通過多元數(shù)據(jù)

3、融合對(duì)乘客上下車站點(diǎn)進(jìn)行匹配，基于連續(xù)性概念得到出行OD，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和公交OD分配，將成果應(yīng)用于諸暨市公共交通規(guī)劃模型的開發(fā)實(shí)踐中。2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需求本文數(shù)據(jù)基于公交IC卡數(shù)據(jù)，公交GPS數(shù)據(jù)兩個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)以及車輛站點(diǎn)數(shù)據(jù)一個(gè)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)由浙江省諸暨市公交公司提供，記錄時(shí)間為2014年10月22日星期三的全天，包括總計(jì)3萬(wàn)行的乘客IC卡刷卡記錄，60萬(wàn)行公交車輛GPS軌跡記錄以及409個(gè)車輛站點(diǎn)信息。2.1公交IC卡刷卡數(shù)據(jù)公交IC卡數(shù)據(jù)記錄了乘客上車刷卡的詳細(xì)信息，研究有效字段為公交卡芯片號(hào)、刷卡1時(shí)間、線路名稱以及車輛編號(hào)這四個(gè)字段。表1公交IC卡數(shù)據(jù)樣例公交卡號(hào)刷卡時(shí)間線路名稱車

4、輛編號(hào)25076240609:38:4817200250762406017:20:141721624885788286:56:5417207248857882816:47:56172682.2公交GPS軌跡數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)公交車均安裝車輛GPS設(shè)備，設(shè)備每隔15秒記錄時(shí)間及坐標(biāo)信息，而后上傳至公交公司實(shí)行數(shù)字化監(jiān)控，研究有效字段為車輛編號(hào)、車輛經(jīng)度、車輛緯度、時(shí)間和線路名稱這五個(gè)字段（并不包含途經(jīng)站點(diǎn)信息）。表2公交GPS數(shù)據(jù)樣例車輛編號(hào)車輛經(jīng)度車輛緯度時(shí)間線路名稱7167120.189629.723025:43:5517167120.189529.721765:44:1017167120.1894

5、29.720405:44:2517167120.189329.719125:44:4017167120.189229.717715:44:5512.3線路站點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)線路站點(diǎn)數(shù)據(jù)為公交車站的位置信息以及站序，有效字段為線路名、序號(hào)、方向、站點(diǎn)名、站點(diǎn)經(jīng)度和站點(diǎn)緯度這六個(gè)字段。表3線路站點(diǎn)數(shù)據(jù)樣例線路名序號(hào)方向站點(diǎn)名站點(diǎn)經(jīng)度站點(diǎn)緯度11上行國(guó)際商貿(mào)城120.243129.6778212上行盛家120.240529.6878313上行紅橋120.236729.6876814上行浣南村120.231229.687513居民公交出行行為分析同居民出行行為類似，參照周濤等[6]的研究，乘客一次完整的公

6、交出行為以第一次上車站點(diǎn)為起點(diǎn)，中間不下車換乘或經(jīng)歷一次或多次換乘，以最后下車站點(diǎn)為終點(diǎn)完成整個(gè)公交出行。參照吳子嘯等[7]的研究，在有公交出行的居民出行方式構(gòu)成中，公交出行處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，即在進(jìn)行公交IC卡乘客出行行為分析中，可以假定居民公交出行全程均采用公交出行手段。除此之外，吳子嘯[8]定義了公交出行的連續(xù)性：當(dāng)一個(gè)出行者在一天中有多次公交出行時(shí)，如果其下一次公交出行的起點(diǎn)為本次公交出行的終點(diǎn)，那么本次公交出行可稱為具有2連續(xù)性的公交出行。對(duì)于一天中的最后一次公交出行而言，如果其出行終點(diǎn)為該日第一次公交出行的起點(diǎn)，那么最后一次公交出行也稱為具有連續(xù)性的。如需利用公交IC卡數(shù)據(jù)結(jié)合GPS數(shù)

7、據(jù)推算乘客公交出行OD，需要確定乘客各次出行的上下車站點(diǎn)來(lái)構(gòu)成完整的公交出行鏈。4乘客公交出行OD計(jì)算4.1數(shù)據(jù)清洗進(jìn)行OD計(jì)算前需對(duì)原始數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。公交IC卡數(shù)據(jù)需根據(jù)IC卡號(hào)進(jìn)行歸類排序以構(gòu)成刷卡者完整的當(dāng)日公交出行記錄，同時(shí)需要?dú)w并短時(shí)期內(nèi)（本文選取20秒）重復(fù)刷卡記錄情況以避免為其他乘客刷卡的情況，最后將一天中僅刷卡一次的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行剔除，處理后公交IC卡記錄為2.2萬(wàn)條，占原始記錄的73.3