[发明专利]基于车辆GPS和公交IC卡数据的公交换乘识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及公交信息数据处理领域，具体涉及一种基于车辆GPS和公交IC卡数据的公交换乘识别方法。

背景技术

公交换乘数据作为城市居民公交出行的重要客流信息，对城市公共交通规划和管理具有重要意义，通过分析公交换乘数据可以为换乘枢纽的选址与设计提供依据，一个设置合理的城市公交换乘系统可以减少城市居民的出行时间、合理组织各种公交方式协调发展、提高公交系统的运行效率和促进城市交通可持续发展，因此获取城市公交换乘数据成为公交调查的重要工作之一。

目前，国内主要采取人工调查的方法获取公交换乘数据，该方法耗费大量的人力、物力和财力，调查人员的能力等人为因素对结果影响较大，所得数据的实际应用价值不甚理想，并且调查时间较短很难全面反映居民真实的公交出行信息。近年来，公交车GPS系统与公交IC卡的应用与普及，为获取包括公交换乘信息在内的公交客流信息提供了全新的途经，数据采集受人为因素较少，真实可靠，可全面反应公交乘客的出行特征，包括工作日与节假日、高峰与平峰等。

通常而言，在进行公交换乘识别时，往往都是通过对比乘客两次刷卡时间间隔与换乘时间阈值来识别公交换乘行为，时间阈值通常用城市公交平均出行时间代替。该方法具有一定的应用价值，但就换乘时间阈值的确定缺乏一定的依据，对于刷卡时间间隔过长或过短的公交乘客存在漏判、误判现象；且在换乘识别时仅仅考虑时间这个单一因素，并未考虑换乘距离等问题，换乘识别准确性较低。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于车辆GPS和公交IC卡数据的公交换乘识别方法，融合车辆GPS和公交IC卡数据挖掘单线公交出行OD矩阵，确定单线公交乘客平均出行时间作为换乘识别的时间阈值，兼顾下车站点至换乘站点间的步行时间与公交车辆到站时刻，从而提高公交换乘识别的准确率。

技术方案：本发明所述的一种基于车辆GPS和公交IC卡数据的公交换乘识别方法，依次包括以下步骤：

(1)基于车辆GPS和公交IC卡数据的数据融合；

(2)提取乘客公交出行数据；

(3)获取公交站点最短路矩阵；

(4)识别上下车站点；

(5)基于刷卡时间间隔判别换乘行为；

(6)基于换乘步行距离识别换乘行为；

(7)基于换乘时间阈值识别换乘行为；

(8)基于公交车到站时间匹配识别换乘行为。

进一步的，所述步骤(1)的具体过程依次为：

(11)基于车牌号的数据融合：对于具有某一卡号的公交IC卡，通过关联字段“车牌号”进行公交IC卡系统数据与车载设备数据的数据融合；

(12)基于车载设备ID的数据融合：通过关联字段“车载设备ID”进行车载设备数据与GPS系统数据的数据融合；

(13)基于最小时间差的数据融合：定义公交IC卡的“刷卡时间”为T_consume、GPS系统“接收时间”T_accept；假设乘客在车辆靠站停稳后刷卡乘车，则乘客上车时GPS系统接收到车辆的速度信息为零，信息接收的时间用表示；在完成步骤(11)和步骤(12)后，通过最小化完成公交IC卡系统与GPS系统的数据融合；

(14)基于位置信息的数据融合：通过关联字段“经纬度”完成GPS系统数据与站点位置数据的数据融合，从而完成IC卡系统、设备数据、GPS数据和站点位置数据四个系统数据融合。

进一步的，所述步骤(2)的具体过程为：

根据步骤(1)中融合后的数据，对任一张公交IC卡一天内刷卡记录按时间顺序排列并编号，得到某乘客在某一天完整的公交出行数据，采集的数据包括：该IC卡一天内依次刷卡的刷卡顺序i，刷卡顺序i对应的刷卡时间T_i，刷卡顺序i对应的公交车线路号L_i，IC卡类型C，刷卡顺序i对应的刷卡时刻公交车停车位置的经度lon_i和纬度lat_i，其中，刷卡顺序i为整数，且1≤i≤N，N为该IC卡在一天内的刷卡次数，卡类型C取1、2、3，1代表学生卡，2代表老人卡，3代表普通卡。

进一步的，所述步骤(3)的具体过程为：