公交浮动车到达时间实时预测研究

论文摘要

公交车到达时间预测是实现智能公共交通系统的关键技术之一。准确可靠的公交车到达时间预测,不仅能够提高公共交通的服务水平,而且能够为公交管理部门提供调度依据,提高公交系统运营效率。本文通过对公交车的路段平均行程时间、站点停靠延误时间以及信号灯区域延误时间的预测,建立公交车到达下游站点的实时预测模型,并利用重庆公交浮动车数据进行分析验证,为城市公交系统信息化建设提供科学依据。本文的工作主要体现在以下几个方面:首先,利用模糊综合评判方法对路段上浮动车数据进行充分性判断。对大样本数据路段,根据数据的充分性分别采用瞬时速度代替法和瞬时速度复合积分法计算路段平均行程时间;对小样本数据路段,通过复合考虑目标路段的前后相邻路段的GPS数据,并按照其贡献度大小赋以相应的权重,计算小样本路段的平均行程时间。其次,对公交车停靠站全过程进行分析。详细讨论了公交车减速停站的影响因素以及减速进站时间的确定方法;考虑公交车停靠站的位置以及时段等因素,对上下客时间延误模型进行修正;对公交车从直线式和港湾式两种不同类型车站加速离站过程中出现的多种情况进行了说明。建立了公交车站点停靠延误模型。然后,分析了公交车信号灯区域延误时间的影响因素,利用数理统计中典型分布来描述公交车在信号灯区域通行的随机性,提出了公交车在信号灯区域通行的假设条件,并引入排队论思想建立了信号灯延误模型。最后,在考虑我国公交实际运行情况的基础上,建立了公交车到达下游站点时间的实时预测模型。利用重庆公交实测数据进行验证,结果表明模型实时预测公交浮动车到达下游站点时间的预测精度优于现有方法,而且对各种道路交通条件具有较好的适应性,能较好的满足预测所需要的准确性和稳定性要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 公交车信息采集技术现状
• 1.2.2 公交车到达时间预测技术现状
• 1.2.3 国内外研究现状总结
• 1.3 研究内容及方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 本章小结
• 2 浮动车数据采集及预处理
• 2.1 浮动车内容概述
• 2.1.1 浮动车定义
• 2.1.2 浮动车工作原理
• 2.1.3 浮动车信息参数分析
• 2.2 浮动车数据采集
• 2.2.1 采集数据的主要影响因素
• 2.2.2 采集数据的主要内容
• 2.2.3 采集数据的主要方法
• 2.3 浮动车数据预处理
• 2.3.1 异常数据产生原因
• 2.3.2 缺失数据处理方式
• 2.3.3 错误数据处理方式
• 2.3.4 特殊数据处理方式
• 2.4 本章小结
• 3 公交车到达时间预测相关技术研究
• 3.1 公交车到达时间预测相关技术
• 3.2 公交路线设置方案
• 3.2.1 公交路线路段划分方法
• 3.2.2 公交路线线性化处理
• 3.3 公交车行驶状态判断
• 3.4 公交车实时数据匹配
• 3.4.1 常见地图匹配技术简介
• 3.4.2 缓冲区分析的大规模数据地图匹配
• 3.5 本章小结
• 4 公交车到达时间预测算法研究
• 4.1 公交车到达时间影响因素分析
• 4.1.1 公交车路段平均行程时间
• 4.1.2 公交车站点停靠延误时间
• 4.1.3 公交车信号灯区域延误时间
• 4.2 公交车路段平均行程时间研究
• 4.2.1 大样本浮动车数据路段行程时间计算方法
• 4.2.2 小样本浮动车数据路段行程时间计算方法
• 4.3 公交车站点停靠延误时间研究
• 4.3.1 公交车减速进站过程分析
• 4.3.2 公交车停站上下客过程分析
• 4.3.3 公交车加速离站过程分析
• 4.3.4 公交车站点停靠延误模型
• 4.4 公交车信号灯区域延误时间研究
• 4.4.1 公交车信号灯区域延误影响因素分析
• 4.4.2 公交车信号灯区域延误过程分析
• 4.4.3 公交车信号灯区域延误模型
• 4.5 公交车到达时间预测模型
• 4.6 本章小结
• 5 公交车到达时间预测实验结果及分析
• 5.1 实验设计
• 5.2 缓冲区分析的地图匹配实验及结果分析
• 5.3 公交车到达时间预测实验及结果分析
• 5.3.1 公交车站站之间到达时间预测
• 5.3.2 公交车到达下游各个站点时间预测
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B.作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果目录