一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法
【專利摘要】一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，包括如下步驟：(a)實時接收公交車輛上GPS設(shè)備上傳的GPS實時數(shù)據(jù)和車輛到站信息數(shù)據(jù)；(b)成功獲取到車輛GPS實時數(shù)據(jù)后，進行處理；(c)成功獲取到車輛到站信息后，根據(jù)車輛到站信息中線路編號和運行方向從在線站點設(shè)備中找到要發(fā)送消息的站點設(shè)備，得到目標站點的最近車輛距離；通過獲取線路設(shè)定時間運營時段相鄰站間車輛運行速度的歷史數(shù)據(jù)和今日數(shù)據(jù)，使用加權(quán)平均法估計當前時段線路下相鄰站間車輛平均行駛速度，根據(jù)車輛到站點途徑的各個站間距離和站間平均行駛速度，估算出各個站間行駛時間，共同預(yù)測出車輛到站時間。本發(fā)明預(yù)測距離較長、實時性良好、準確性良好。
【專利說明】一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能公交【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種公交車輛到站時間預(yù)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)展公共交通是緩解我國大城市交通擁擠的重要途徑之一，提升公共交通服務(wù)水 平將會大大提升交通運行效率，站臺電子站牌是現(xiàn)在運用最廣的公共交通基礎(chǔ)設(shè)備，能為 乘客及時的提供車輛到站信息，極大的方便了乘客的出行，隨著我國城市化進程的不斷加 快，公共交通的不斷改善，公交站牌的數(shù)量日益增多，特別是正確發(fā)布到站預(yù)告信息對提升 公交服務(wù)質(zhì)量非常重要。
[0003] 現(xiàn)有車輛定位技術(shù)中有基于CAN總線的公交車輛定位技術(shù)，基于ZigBee技術(shù)的公 交車輛定位技術(shù)和基于RFID的公交車輛定位技術(shù)以及使用GPS車載設(shè)備的定位技術(shù)。使 用CAN總線的公交車輛定位技術(shù)和RFID的公交車輛定位技術(shù)都不能實現(xiàn)長距離定位。
[0004] 車輛到站信息準確度取決于公交GPS車載設(shè)備GPS信號，GPS信號受到天氣、環(huán)境 以及信號干擾等因素的影響，在高樓林立，有橋梁或者是鄉(xiāng)村環(huán)境下使用時，GPS定位信號 容易出現(xiàn)漂移或者是掉線的情況，容易照成一段時間定位不準確，影響到站信息的計算。
[0005] 車輛到站信息準確度取決于公交車是否存在偏離線路的情況。
[0006] 目前大多數(shù)車輛到站預(yù)測方法只能預(yù)測車輛到達站點時距離目標站點的距離和 時間，不能實時預(yù)測車輛距離目標站點的距離和時間。而且在預(yù)測時間方面一般采用距離 除以固定的速度，或者采用時刻表預(yù)報方法，這兩種預(yù)報方法都受到道路交通的情況和天 氣環(huán)境的影響，不能準確的估計車輛在不同路段不同環(huán)境下的到站時間。
[0007] 目前各地公共交通普遍提供了車輛到站信息提示，但是都有存在到站信息偏差、 預(yù)測距離短等情況出現(xiàn)，而且隨著站臺、車輛規(guī)模不斷增大，計算量變得越來越巨大。一個 高效、準確的算法能夠為乘客提供實時準確的車輛到站信息，大大提升公共交通服務(wù)質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服已有公交車輛到站時間預(yù)測方法的預(yù)測距離較短、實時性較差、準確性 較差的不足，本發(fā)明提供了一種預(yù)測距離較長、實時性良好、準確性良好的基于歷史數(shù)據(jù)的 公交車輛到站時間預(yù)測方法。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0010] 一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，包括如下步驟：
[0011] (a)實時接收公交車輛上GPS設(shè)備上傳的GPS實時數(shù)據(jù)和車輛到站信息數(shù)據(jù)；
[0012] (b)成功獲取到車輛GPS實時數(shù)據(jù)后，對所述車輛GPS實時數(shù)據(jù)進行處理，對車輛 實時數(shù)據(jù)處理包括以下步驟：加載關(guān)系數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫加載站線關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、車線關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、 線路站點站間距離、站臺工控機關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和各線路下車輛歷史平均速度到設(shè)備管理服務(wù)器 內(nèi)存中；建立一個全局靜態(tài)的車輛到站信息維護列表，用于保存所有線路下車輛GPS定位 信息，便于查找距離站點最近車輛；把實時接收到的車輛GPS信息根據(jù)車輛到站信息維護 列表中的索引快速更新到車輛到站信息維護列表，同時清除時間過長沒有更新的車輛到站 數(shù)據(jù)；
[0013] (c)成功獲取到車輛到站信息后，根據(jù)車輛到站信息中線路編號和運行方向從在 線站點設(shè)備中找到要發(fā)送消息的站點設(shè)備，通過車輛到站信息維護列表查找到距離目標站 點最近的車輛GPS數(shù)據(jù)，得到目標站點的最近車輛距離；
[0014] 通過獲取線路設(shè)定時間運營時段相鄰站間車輛運行速度的歷史數(shù)據(jù)和今日數(shù)據(jù)， 使用加權(quán)平均法估計當前時段線路下相鄰站間車輛平均行駛速度，根據(jù)車輛到站點途徑的 各個站間距離和站間平均行駛速度，估算出各個站間行駛時間，共同預(yù)測出車輛到站時間。
[0015] 進一步，所述步驟（c)中，在成功獲取到車輛到站數(shù)據(jù)后，會通過該車輛當前線路 前一站到站時間和當前站到站時間的時間差和站間距計算該車輛當前線路上一站到當前 站平均速度，并將該車輛當前線路下上一站到當前站的平均速度存入數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫每天 通過job定時計算當天各線路各時段相鄰站間車輛的平均速度，并存庫。
[0016] 再進一步，所述步驟（c)中，所述車輛到站時間的預(yù)測公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征在于：包括如下步驟： (a) 實時接收公交車輛上GPS設(shè)備上傳的GPS實時數(shù)據(jù)和車輛到站信息數(shù)據(jù)； (b) 成功獲取到車輛GPS實時數(shù)據(jù)后，對所述車輛GPS實時數(shù)據(jù)進行處理，對車輛實時 數(shù)據(jù)處理包括以下步驟：加載關(guān)系數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫加載站線關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、車線關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、線路 站點站間距離、站臺工控機關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和各線路下車輛歷史平均速度到設(shè)備管理服務(wù)器內(nèi)存 中；建立一個全局靜態(tài)的車輛到站信息維護列表，用于保存所有線路下車輛GPS定位信息， 便于查找距離站點最近車輛；把實時接收到的車輛GPS信息根據(jù)車輛到站信息維護列表中 的索引快速更新到車輛到站信息維護列表，同時清除時間過長沒有更新的車輛到站數(shù)據(jù)； (c) 成功獲取到車輛到站信息后，根據(jù)車輛到站信息中線路編號和運行方向從在線站 點設(shè)備中找到要發(fā)送消息的站點設(shè)備，通過車輛到站信息維護列表查找到距離目標站點最 近的車輛GPS數(shù)據(jù)，得到目標站點的最近車輛距離； 通過獲取線路設(shè)定時間運營時段相鄰站間車輛運行速度的歷史數(shù)據(jù)和今日數(shù)據(jù)，使用 加權(quán)平均法估計當前時段線路下相鄰站間車輛平均行駛速度，根據(jù)車輛到站點途徑的各個 站間距離和站間平均行駛速度，估算出各個站間行駛時間，共同預(yù)測出車輛到站時間。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征在 于：所述步驟（c)中，在成功獲取到車輛到站數(shù)據(jù)后，會通過該車輛當前線路前一站到站時 間和當前站到站時間的時間差和站間距計算該車輛當前線路上一站到當前站平均速度，并 將該車輛當前線路下上一站到當前站的平均速度存入數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫每天通過job定時計 算當天各線路各時段相鄰站間車輛的平均速度，并存庫。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：所述步驟（c)中，所述車輛到站時間的預(yù)測公式為：
其中Q表示第i-Ι站到第i站的距離； η表不目標站的序號； 1表示該車輛和下一站之間的距離； t表示到車輛下一站的序號； Si表示第i-Ι站到第i站的平均速度。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：用于計算相鄰下站車輛平均速度的加權(quán)平均法，其公式為：
式中： Yn+1--預(yù)測平均速度 Yi--第i天個相鄰實際平均速度； xi--第i天的權(quán)數(shù)，各個權(quán)數(shù)的和等于1 ; η--歷史數(shù)據(jù)總天數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：所述預(yù)測方法還包括以下步驟：（d)通過計算得到車輛到站距離、時間和線路車輛位 置后，發(fā)送到設(shè)備管理服務(wù)器設(shè)備連接列表中相應(yīng)的電子站牌和電子站節(jié)牌上顯示。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：所述步驟（a)中，在接收到車輛GPS實時數(shù)據(jù)后有如下處理步驟 ： 獲取車輛GPS實時數(shù)據(jù)中運營狀態(tài)，判斷GPS實時數(shù)據(jù)是否運營數(shù)據(jù)； 若判斷結(jié)果為運營，則判斷車輛到站信息維護列表中是否包含車輛GPS數(shù)據(jù)中的線路 編號； 若判斷結(jié)果為包含，則判斷GPS實時數(shù)據(jù)的坐標是否有漂移的情況； 若判斷結(jié)果為否，則將車輛實時數(shù)據(jù)中的車輛實時速度納入計算當前線路相鄰站間平 均速度，更新線路各個時段相鄰站間車輛運行速度到數(shù)據(jù)庫并存入數(shù)據(jù)庫，然后判斷車輛 到站信息維護列表中該車輛GPS實時數(shù)據(jù)線路下是否包含該車輛GPS實時數(shù)據(jù)中的車輛； 若判斷結(jié)果為包含，則更新車輛到站信息維護列表中該線路下車輛的GPS實時信息； 若判斷結(jié)果為不包含，則在車輛到站信息維護列表下添加一條。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：步驟（a)中公交車輛GPS車載設(shè)備每隔一段時間發(fā)送車輛GPS實時數(shù)據(jù)；在GPS車載 設(shè)備檢測到車輛到達站或者離站時，GPS車載設(shè)備會發(fā)送車輛到站數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：步驟（c)中計算車輛到站最短距離的步驟包括： 遍歷車輛到站信息維護列表中車輛GPS信息； 判斷車輛GPS信息的運行方向和車輛運行方向是否相同； 如果相同，則判斷車輛GPS信息的下一站序號是否小于當前站點序號， 如果小于，則通過車輛到站距離算法得出車輛到站距離，其中車輛到站最短距離算法
其中Q表示第i-Ι站到第i站的距離； η表不目標站的序號； 1表示該車輛和下一站之間的距離。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于歷史數(shù)據(jù)的公交車輛到站時間預(yù)測方法，其特征 在于：所述車輛GPS實時數(shù)據(jù)包括：車號、線路編號、設(shè)備編號、下站序號、車輛經(jīng)度、車輛緯 度、時間、運營狀態(tài)、運行方向、上一站點編號、下一站點編號、停站狀態(tài)和車輛實時速度；所 述車輛到站數(shù)據(jù)包括：車號、線路編號、設(shè)備編號、下站序號、車輛經(jīng)度車輛緯度、時間、運營 狀態(tài)、運行方向、站點編號、進站出站狀態(tài)和車輛實時速度。
【文檔編號】G08G1/00GK104064024SQ201410284740
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】周楠, 徐建軍, 張華波, 邵小華, 張書漿, 張國根, 王雷, 王輝 申請人:銀江股份有限公司