【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城乡交通，具体是涉及一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统。
技术介绍
1、
2、在城乡客运线网规划方面，过去多依赖于人工经验和简单的调查数据进行线路设计，这种方式难以全面、精准地把握城乡居民的出行分布规律、出行时间偏好以及不同区域的人口流动特征，例如，在一些新兴城镇与周边乡村的客运线路规划中，由于缺乏对新开发区域未来人口增长和出行需求变化的前瞻性分析，导致线路覆盖不足或运力配置不合理，部分偏远乡村居民出行不便，而一些热门线路在高峰时段又运力紧张，乘客换乘时常常错过最近一班车，增加了出行时间和成本，对此，我们提出了一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，本技术方案解决了上述线路覆盖不足配置不合理的问题。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，包括：数据采集模块、数据处理模块、线网诊断模块、交通供求分析模块与线网优化模块；
3、数据采集模块包括公交数据采集单元、路况数据采集单元与出行数据采集单元，用于实时采集城乡公交运行数据；
4、数据处理模块用于将采集的数据进行预处理，并对数据进行分类整理，形成数据集；
5、线网诊断模块从数据集中获取数据，进行分析诊断，分析当前交通线网现状，确定当前线网是否合理，不合理下对当前线网进行优化；
6、交通
7、线网优化模块基于热度值，将线网诊断模块的结果进行优化，将公交线路进行调整，在热度值高的区域设立多组公交线路，在热力度低的区域设立最少一组公交线路，保证出行。
8、优选地，公交数据采集单元基于gps传感器，记录公交车辆位置信息，监测是否偏离正常运营路线，基于车速传感器采集公交车辆的行驶速度数据，了解车辆在不同路段的行驶状况，是否超速或低速行驶，分析车辆是否准点运行与到达，提供速度信息；基于红外线感应、压力感应技术手段，对上下车乘客数量进行精准统计，实时掌握各线路各站点的乘客流量变化情况。
9、优选地，路况数据采集单元基于摄像头对路况进行采集，在主要道路交叉路口、关键路段与容易出现交通拥堵的地点设置摄像头，通过图像识别分析技术，判断道路上车辆的密度、行驶速度、排队长度信息，获取道路上的车流量、车型分布数据，出行数据采集单元通过在城乡公交站点设置智能交互终端设备，记录下乘客的出行数据，数据反映出居民在不同时间段、不同地点的出行需求分布情况。
10、优选地，数据处理模块将数据进行预处理，预处理包括数据清洗、数据整合与标准化处理，数据分类整理基于决策树算法进行分类，将获取的数据进行分类构建成为数据集。
11、优选地，线网诊断模块从数据库中筛选提取出公交车辆的运行数据、站点客流量数据、线路信息与道路路况数据，通过对客流量、线路满载率来分析当前交通线网情况，其中客流量特征分析公式为：
12、
13、其中q为当前全县的公交的日客流量，pi为当天第i个乘客上下车数量变化，n为当天记录的次数，通过公式评估站点的总体客流规模，确定站点的客流高峰时段和低谷时段，通过对不同时间段客流量数据的分析，找出客流量最大和最小的时间段；
14、其中线路满载率计算公式为：其中r为线路的满载率，qm为实际公交乘客的数量，qs为车辆额定的载客量，通过计算了解城乡线路在不同时间段内的运行状况，若计算的满载率值偏大，则判定当前交通线网不合理，其中满载率值大于20％时，则判断偏大，基于专家分析法判断得出。
15、优选地，交通供求分析模块对公交站点的刷卡数据进行梳理，统计各站点在不同时间段的刷卡次数，了解到各个站点的客流量变化趋势，位于县级行政区内的中心区域的站点在工作日的早晚高峰时段刷卡次数会显著增加，表示该区域在时间段存在着多数人员流动，结合公交车辆的运行轨迹数据，根据车辆在不同站点的停靠和乘客上下车情况，追踪乘客的出行路径，绘制出全县范围内客流的流动方向示意图，直观反映城乡中热度范围。
16、优选地，其中热度值计算设a地到b地的出行热度值为hab，其中计算公式为：
17、
18、其中qab为收集时间内从a地到b地的乘客流量数据，qai表示为从a地出发到所有其他区域总乘客流量，i表示为a地能到达的所有站点数量；公式表示为a点到b点的乘客量从a点到所有站点的出行客总和的比例。
19、优选地，进一步地对热度值公式进行优化，加入出行距离因素dab与出行时间因素tab，其中距离因素基于地理坐标计算公交线路a点到b点的行驶距离，时间因素通过统计乘客从a点到b点的平均时间，对热度值计算公式进行优化，优化后的公式为：
20、
21、其中k为归一化的常数，将热度值调整到一个数值范围，修正后的公式考虑了出行距离越长、时间越久会降低出行的意愿，从而对热度值产生负面影响的情况，更合理地计算热度值，通过专家分析法分析得到当前县的热度值阈值，计算得到的热度值与阈值进行对比，大于阈值，则判断当前县位置处为乘客出行量大的地域，小于阈值，则判断当前县位置处为乘客出行量小的地域。
22、优选地，线网优化模块基于计算得出的热度值，并整合线网诊断模块获取的现状信息，在热度值高的区域，设立多组公交线路，在县级行政区内的中心区域与交通枢纽之间，依据该区域的地理空间布局与周边道路通行条件设立多组公交线路，保障乘客快速出行。
23、优选地，在热度值较低的区域，至少设立一组公交线路，考虑出行需求，在人口密度低的乡镇和行政村，规划覆盖主要学校与企业园区的城乡公交线路，满足乡村学生家校往返上学需求以及企事业职工上下班的通勤需求；线网优化模块会持续关注其热度值的变化趋势，在发现出行需求有明显增长的迹象，便会启动线路拓展与新增线路的规划工作，提前布局以适应未来的出行需求变化。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
25、本专利技术围绕智慧公交大数据分析体系进行技术研发与产品建设，在充分利用互联网地理信息数据与大数据分析技术、评估公交线网现状，从实际挖掘提取全县居民的公交出行需求出发，对人们的出行需求变化进行分析，避免了线路覆盖不足运力配置不合理，居民出行不便的情况，降低居民出行的时间与成本，提供便捷。
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1.一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，包括：数据采集模块、数据处理模块、线网诊断模块、交通供求分析模块与线网优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，公交数据采集单元基于GPS传感器，记录公交车辆位置信息，监测是否偏离正常运营路线，基于车速传感器采集公交车辆的行驶速度数据，了解车辆在不同路段的行驶状况，是否超速或低速行驶，分析车辆是否准点运行与到达，提供速度信息；基于红外线感应、压力感应技术手段，对上下车乘客数量进行精准统计，实时掌握各线路各站点的乘客流量变化情况。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，路况数据采集单元基于摄像头对路况进行采集，在主要道路交叉路口、关键路段与容易出现交通拥堵的地点设置摄像头，通过图像识别分析技术，判断道路上车辆的密度、行驶速度、排队长度信息，获取道路上的车流量、车型分布数据，出行数据采集单元通过在城乡公交站点设置智能交互终端设备，记录下乘客的出行数据，数据反映出居民在不同时间段、不同地点的出行需求分
4.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，数据处理模块将数据进行预处理，预处理包括数据清洗、数据整合与标准化处理，数据分类整理基于决策树算法进行分类，将获取的数据进行分类构建成为数据集。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，线网诊断模块从数据库中筛选提取出公交车辆的运行数据、站点客流量数据、线路信息与道路路况数据，通过对客流量、线路满载率来分析当前交通线网情况，其中客流量特征分析公式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，交通供求分析模块对公交站点的刷卡数据进行梳理，统计各站点在不同时间段的刷卡次数，了解到各个站点的客流量变化趋势，位于县级行政区内的中心区域的站点在工作日的早晚高峰时段刷卡次数会显著增加，表示该区域在时间段存在着多数人员流动，结合公交车辆的运行轨迹数据，根据车辆在不同站点的停靠和乘客上下车情况，追踪乘客的出行路径，绘制出全县范围内客流的流动方向示意图，直观反映城乡热度范围。
7.根据权利要求6所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，其中热度值计算设A地到B地的出行热度值为HAB，其中计算公式为：
8.根据权利要求7所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，进一步的对热度值公式进行优化，加入出行距离因素DAB与出行时间因素TAB，其中距离因素基于地理坐标计算公交线路A点到B点的行驶距离，时间因素通过统计乘客从A点到B点的平均时间，对热度值计算公式进行优化，优化后的公式为：
9.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，线网优化模块基于计算得出的热度值，并整合线网诊断模块获取的现状信息，在热度值高的区域，设立多组公交线路，在县级行政区内的中心区域与交通枢纽之间，依据该区域的地理空间布局与周边道路通行条件设立多组公交线路，保障乘客快速出行。
10.根据权利要求9所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，在热度值较低的区域，至少设立一组公交线路，考虑出行需求，在人口密度低的乡镇和行政村，规划覆盖主要学校与企业园区的城乡公交线路，满足乡村学生家校往返上学需求以及企事业职工上下班的通勤需求；线网优化模块会持续关注其热度值的变化趋势，在发现出行需求有明显增长的迹象，便会启动线路拓展与新增线路的规划工作，提前布局以适应未来的出行需求变化。
...【技术特征摘要】
1.一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，包括：数据采集模块、数据处理模块、线网诊断模块、交通供求分析模块与线网优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，公交数据采集单元基于gps传感器，记录公交车辆位置信息，监测是否偏离正常运营路线，基于车速传感器采集公交车辆的行驶速度数据，了解车辆在不同路段的行驶状况，是否超速或低速行驶，分析车辆是否准点运行与到达，提供速度信息；基于红外线感应、压力感应技术手段，对上下车乘客数量进行精准统计，实时掌握各线路各站点的乘客流量变化情况。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，路况数据采集单元基于摄像头对路况进行采集，在主要道路交叉路口、关键路段与容易出现交通拥堵的地点设置摄像头，通过图像识别分析技术，判断道路上车辆的密度、行驶速度、排队长度信息，获取道路上的车流量、车型分布数据，出行数据采集单元通过在城乡公交站点设置智能交互终端设备，记录下乘客的出行数据，数据反映出居民在不同时间段、不同地点的出行需求分布情况。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，数据处理模块将数据进行预处理，预处理包括数据清洗、数据整合与标准化处理，数据分类整理基于决策树算法进行分类，将获取的数据进行分类构建成为数据集。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，线网诊断模块从数据库中筛选提取出公交车辆的运行数据、站点客流量数据、线路信息与道路路况数据，通过对客流量、线路满载率来分析当前交通线网情况，其中客流量特征分析公式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于智能化评估与调度的城乡客运线网优化系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹卿，胡松，王晶，汪林，宋艳，姬美臣，马捷，王海鹏，于帅，常征，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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