[发明专利]一种基于GPS数据网格统计的出租车巡航行为分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种交通行为研究领域的出租车出行行为分析方法，具体是一种基于GPS数据网格统计的出租车巡航行为分析方法。

背景技术

出租车是一种重要的城市交通工具，出租车的巡航行为分析是交通行为研究领域的一项重要课题。巡航行为指出租车在空载情况下寻找乘客时的运行行为。目前我国大中城市的出租车已普遍安装了车载GPS设备，这为巡航数据的采集提供了方便。借助网格技术和空间点建模分析手段对出租车GPS巡航数据进行处理和分析，总结出租车的巡航行为特点，可以为优化出租车的巡航路线、提高巡航效率，解决巡航导致的道路资源浪费、燃油消耗和环境污染提供有效途径。另外，基于GPS数据的出租车巡航点空间分析方法研究也可以为城市出租车服务区的位置设定以及电话叫车服务系统中出租车集散点的空间布局提供理论基础和技术工具，以提高出租车运营效率和服务水平，降低运营成本。

目前国内外应用出租车GPS数据的交通行为研究多数为路网交通量预测研究，对于出租车巡航行为的研究还较少，尤其国内此方面的研究处于起步阶段。在方法上主要借助交通仿真手段，对巡航策略的设置比较简单，即遵循司机的历史载客点信息和路网信息。对于城市的用地、人口分布等对潜在的乘客乘车地点有影响的因素以及巡航点之间在空间上的相互吸引或排斥影响（也称为巡航点的空间自相关影响）等因素，运用交通仿真手段较难考虑。目前相关研究存在的局限性可总结如下：

（1）没有考虑城市用地属性、人口分布、巡航点的空间自相关性等因素对出租车巡航点选择行为的影响；（2）缺乏应用实际数据进行的出租车巡航策略的研究，无法验证所设置的巡航策略的有效性；（3）出租车巡航点与相关影响因素点的空间分布的相关性研究是获得出租车巡航策略的基础方法，是进行出租车巡航行为交通仿真等相关研究的基础，但此方面的研究目前还未得到重视。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种进行出租车巡航行为分析的方法，基于出租车行驶轨迹GPS数据，识别巡航点、载客点，生成代表用地、人口、路网等因素的背景影响点数据，采用网格分析方法，分析巡航点的空间分布特征，建立零膨胀负二项模型（Zero-inflated Negative binomial，ZINB），分析用地、人口、路网等背景信息、司机的历史载客点信息以及巡航点的空间自相关性对巡航点选择行为的影响，分析出租车的巡航策略。

本发明是通过以下技术方案得以实现的，参照图1，本发明至少包括以下步骤：

第一步、获取GPS数据

获取出租车行驶轨迹GPS数据，选择任意两个连续工作日的数据作为待研究基础数据；

第二步、转换数据格式

将基于GPS的地理坐标数据转换为大地坐标数据；

第三步、筛选数据

设定数据筛选原则，进行数据筛选和清理；

第四步、划分网格

将研究区域划分为若干正方形网格，网格边长用以下公式计算：

a=2A/Q]]>

其中a为网格边长，A为研究区域面积，Q为平均每台车每日的GPS行驶轨迹点个数；

第五步、筛选网格

核查研究区域的整体用地属性，识别湖泊、公园等出租车无法驶入区域所在的网格，从网格图中去除这些网格，仅保留有效网格；

第六步、生成巡航点数据和载客点数据

筛选出GPS数据中载客状态为0（即空载）的数据，生成巡航点数据。筛选出GPS数据中载客状态由0变为1的数据，生成载客点数据；

第七步、生成背景点数据

搜集有关城市用地密度、路网布局、人口分布等背景信息，生成背景点数据；

第八步、生成网格数据

将巡航点数据、载客点数据和背景点数据投射到网格中，计算研究区域内每一网格的如下数据项：后一日全部车辆的巡航点数之和、前一日全部车辆的载客点数之和、背景点数，生成在列方向包括这三项数据、在行方向的记录条数为区域有效网格总数的网格数据库；

第九步、计算巡航点的空间自相关影响值

对于任意网格（记为网格i），计算除网格i外其他所有网格（记为）的巡航点数对网格i巡航点的空间影响值，即巡航点的空间自相关影响值，计算方法为：