基于公交营运大数据的营运效率评价

基于公交营运大数据的营运效率评价

曾永李,潘宇

安徽交欣科技股份有限公司230041

摘要：近几年，我国政府对城市公交系统的大力推广应用，促进城市公共交通的发展，促进了城市交通的信息化。要使公共交通体系有效运行，不仅要具备良好的交通运营的基础设施，而且要提高公共交通的运行效率。因此，及时、高效地获取公交车辆的运行状况，是公交系统运行状况的关键，可供日常调度和线网优化参考。本文通过对公交营运数据的分析，筛选得到不同线路的重叠站点、站点间公里数、不同线路行驶经过站点营运时间的等数据，并根据公交公司日常营运的基本参数建立基于聚类对比的公交线路营运效率评价。编写基于车辆移动定位技术的智能调度客户端软件，对车辆定位数据、车速数据、进出站数据等动态数据进行采集和分析，通过多维度对比分析进行线路营运效率的评价。

关键词：大数据；车辆移动定位；营运效率；分析评价

0 引言

根据目前城市发展的实际状况，公交仍然是城市公共交通发展的核心力量。我国绝大多数城市的公交营运的基础要素依然由工作人员通过自己的经验进行预判，或者先进一点的公交可以根据历史数据进行数据分析获得，而历史数据又是在经验预判的基础上执行获得的，因此仍存在许多的问题：对于线路不同方向的车辆行驶速度要求的合理性判断主要依靠制作计划人员的经验，缺乏科学的判断；而目前车载定位硬件设备已经成为了公交车的必备设备，通过车辆定位技术应用与大规模的车辆行驶速度信息分析，利用车载定位设备将车辆所在位置的经纬度坐标、时间、车辆进出站数据每隔10秒上传至服务器，通过对公交车行驶路径信息与需要分析的站点进行匹配分析，分析出营运效率较低的线路，同时根据分析评价结果，对时刻表进行指导优化[1]。

1 基于重叠站点段线路运送速度差的排名信息获取技术

1.1站点间距离的计算技术

车辆设备上传的行驶数据上传到平台，平台将数据进行清洗、筛选、分类后，与GIS地图技术的结合，自动统计站点间的距离，并可以根据线路的实时改道信息，存储不同线路版本的站点距离，让站距的获取更准确、更快捷[2]。

1.2重叠站点段分类技术

基于调度系统中维护的线路站点数据，计算出线路的重叠站点段，对每条线路的不同路段可以进行运送速度对比的线路进行分类、存储。提高速度对比评价的速度。

1.3相同站点的速度对比评价软件

本项目编写了公交运营评价的软件，本款软件在基于站点间距离的计算技术和重叠站点段分类技术基础上，自动统计、存储每个路段前两个小时每条线路经过完整经过连续站点路段的平均运送速度，同时显示速度差前六名的站点段。

平均运送速度=连续站点路段公里*前一个小时完整行驶过连续站点的车次/SUM（前一个小时内完整行驶过连续站点路段车次的行驶时间）；

速度差=max（行驶经过连续站点路段每条线路前一个小时的平均运送速度）-min（行驶经过连续站点路段每条线路前一个小时的平均运送速度）；

图1：公交运营评价系统-运送速度评价

1.4基于图像的数据采集方法

基于图像处理公交客流调查原理为：将摄像机设置于上、下车大门口采集视频图像，通过软件分析处理连续图像，确定乘客和他们的移动以自动统计上下车的数量和方向。本实用新型在能够对公交客流进行调查的同时，能够通过对内部的摄像来对乘客的行为进行研究以及对外部的摄像来对道路的情况进行判断等等。该方法计数精度主要由图像分析软件设计水平决定。该系统容易受到振动，光线和温度等因素影响，图像质量影响软件分析结果准确性。由于对高质量摄像器件和强大图像处理能力的要求，使系统造价昂贵，通常可用来测试人工调查和自动乘客计数系统计数的准确性。

2公交车运营效率评价分析

传统的公共交通运行效率评价不能盲目地进行，所以在进行优化前，必须对传统公共交通的服务品质进行评估，以明确其特征和不足，从而有效地为今后的公共交通优化发展提供借鉴。只有这样，才能促进城市公交的发展。在对公共交通系统的运营质量进行评估时，可以通过对公共交通运输的服务质量进行评估，从而发现公共汽车在道路上的运行中存在的问题：通过对公交线路中车辆运行状况的评价，能够分析得出城市公交系统为居民出行所能提供运营服务的实际能力。

2.1指标筛选过程

评估是根据某种评估方法，对一些被评估对象的各项状况和程度进行分析。在评估的过程中，需要从许多指标中选出一些有代表性的指标，并用它来计算和分析这些指标。①自主性。选择的指标间必须彼此独立，不得有重叠意义，避免包含关系，以免由于指标间的某些关联性而导致评估结果偏离。②比较性。在评估系统中，必须对某些指标进行动态的可比性和水平的比较。通过对各指标的数值进行动态对比，可以更好地掌握各个时间、空间条件下的评估对象的层次，并从多个方面来认识研究对象。③实用性。每一项评估指标都应该有清晰的实用意义，而且指标的数据信息应该能够从现有的信息中获取。建立的评估指标体系应当是可行的，可以有效、高效地实施评估。④系统性。为了保证其客观、可靠，所选择的评估指标必须与所评估对象有某种关联。选择的评估指标既要能体现评估目标的各个方面，又要考虑到评估目标的主体。

2.2指标筛选方法

本文从运营特点、运营方式等方面，建立了公交运营效率评估的指标体系。通过对现有公交运行状况的分析，提出了一种基于现有公交数据的公交运行评估指标体系。在选取评价指标时，需要从大量的公共交通数据中抽取出相应的指标，并遵循科学和客观的原则，从而可以对普通公共汽车在实际运行中的运行情况进行分析。

3基础线路运送速度排名信息的评价

3.1站点段维度评价

通过站点段维度评价可以分析出线路营运效率低于其他线路的上/下行以及路段，以合肥公交2020年9月22日-9月28日数据为例（本文数据均取自此时段数据），两条线路的5站重叠的路段有三段，其中两个是接连重叠，可以合并为一个站点段：东园-红樱桃工业园，两个站点段出现次数相同，两段站点分别是上下行的相同站点，说明为上下行的同一路段25路的平均速度都比T42要高。

3.2峰段维度评价

峰段维度评价可以对线路的营运效率存在优化空间的峰段时间。下图为例：速度差全部在两个高峰，出现的次数也相同，说明在高峰期T42的准点要求相对较轻松。

图3：25路和T42路的速度差较大的峰段分布

3.3速度差维度评价

速度差维度评价的意义在于分析线路营运效率可优化程度。下图为例：两条线路统计在内的速度差在4.6-8.39的范围内，基本平稳，所以速度差出现因为异常情况导致的概率比较小，可以对T42的准点时间做出优化。

图4：25路和T42路的速度差分布

4 结语

随着城市公共交通战略地位的日益提升，普通公共汽车依然是城市道路交通的主导力量。要促进城市公共交通的健康发展，必须尽快提升公共汽车的服务和运行效率。在新的历史时期，要运用新的技术手段，对普通公共汽车在实际运营过程中的各种数据进行综合、精确的采集，从而为规划、管理、运营决策和调度提供科学的依据。本文提出了在对线网中多条线路重合的站点抽取的基础上，对经过相同路段（由连续的站点连接而成）不同线路车辆的行驶时间进行统计分析，最终可生成一个多维度的营运效率评价报告，筛选出公交线网中可能存在营运效率低下的线路，并针对性的给出可优化的方向，提高公交线路的营运效率，提升公交的服务质量。

参考文献：

[1]张 庆.基于大数据的公交车GPS历史轨迹的数据处理[A].北京工业大学，2095．1302(2016)04．0052．02

[2]王一甲，李志慧，曹倩，刘丹丹，周禹佳.基于居民出行大数据的公交调度系统分析[B].吉林大学交通学院,2016

作者简介：曾永李 1989-10  男 安徽六安 汉 本科 安徽交欣科技股份有限公司  研究方向:智能公交调度排班

潘宇 1993-4 女 安徽省萧县 汉 本科 安徽交欣科技股份有限公司 研究方向:智能公交调度排班