[发明专利]一种基于不完全轨迹片段的公交乘客闭合出行链挖掘方法

说明书

本发明公开了一种基于不完全轨迹片段的公交乘客出行链挖掘方法，该方法整合乘客在公交系统中零散的轨迹片段，形成出行拓扑关系图，并借助改进的深度优先算法得到乘客在公交系统中的闭合出行链，并给出了乘客不闭合的出行轨迹片段、闭合出行链以及进行关联的方法。本发明的方法可从当前各大城市公交系统严重碎片化的轨迹片段中还原出乘客的闭合出行链，有利于从个体的角度分析乘客的出行特征与行为规律。

技术领域

本发明涉及智能化公共交通技术领域，更具体地说，涉及一种基于不完全 轨迹片段的公交乘客出行链挖掘方法。

背景技术

随着智能交通系统的快速发展，尤其是可记录乘客活动位置信息的IC卡在 公交行业的大规模应用，通过刷卡记录低成本提取宏观市域以至中观交通小区 层面客流分布信息已成为了交管部门获知客流动态的新途径。然而，对公交系 统进行科学合理的运营规划不仅需要得到大范围的客流态势，更需要深入挖掘 每个乘客在站点空间上的出行模式，即闭合出行链。闭合出行链描述了出行者 从起始点出发，经过若干个目的地，再返回起始点的出行全过程。它摒弃了传 统交通行为模型中表征每一次出行的孤立静态性，真实揭示了城市交通出行全 过程的连续性特征，体现了乘客交通出行的连续动态特性。

然而，通过乘客出行刷卡记录获知每一名乘客的闭合出行链，仍存在较大 困难。究其原因，一方面，随着城市公交线网日渐发达，乘客可以选择多种不 同的线路甚至合理步行距离内完全不同的车站作为起终点完成相同的目的出行， 给信息处理带来困难；另一方面，城市公交系统是一个开放的巨系统，乘客可 以在多种交通方式(如共享自行车、出租车)间做出选择，公交票卡所反映的 轨迹数据仅仅反映乘客在城市中活动的轨迹片段，成链特性不显著。因此需要 对片段化的轨迹数据进行深度整合与处理方能去除冗余信息还原每一位乘客在 公交系统中闭合出行链。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于不完全轨 迹片段的公交乘客出行链挖掘方法，该方法不仅整合乘客在公交系统中碎片化 的轨迹片段，得到乘客在公交系统中的闭合出行链，还给出了乘客不闭合的出 行轨迹片段、闭合出行链以及进行关联的实现方案，有利于从个体的角度分析 乘客的出行特征与行为规律。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种基于不完全轨迹片段的公交乘客出行链挖掘方法，包括下述步 骤：

S1、采用聚类的方法合并乘客的等价出行，所述等价出行是指乘客出行记 录在出行空间上相似但首末站名不相同的出行站点轨迹，所述空间上相似是指 起点、终点均具有非常近的地理距离；

S2、扫描每一名乘客合并等价出行后的站点轨迹集合，考察出行站点轨迹 间两两的时空可连接性，构建出行拓扑关系图数据结构；

S3、借助深度优先搜索算法，从出行拓扑关系图中提取乘客闭合出行链；

S4、将每天无法形成闭合出行链的出行站点轨迹记录与步骤S3得到的闭合 出行链进行关联。

作为优选的技术方案，步骤S1具体为：

对于每一名乘客任意两条出行站点轨迹记录T₁、T₂，计算起点间的距离δ_O与 终点间的距离δ_D，若δ_O+δ_D小于预先设定的距离ε，则认为T₁、T₂为等价出行， 将其归入一个簇u中，所述u＝{T₁，T₂，...，T_k}，并用簇中被使用频次最高的出行作为代表元素，替换掉其它出行记录。

作为优选的技术方案，所述ε为500-800米，即成年人以步行速度1.2m/s，20 分钟步行的距离。