大數(shù)據(jù)背景下的城市公交規(guī)劃研究

張改 馬黨生

摘 要 隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，城市交通也迎來了機遇和挑戰(zhàn)。文章提出了大數(shù)據(jù)背景下的公交規(guī)劃流程，闡述了大數(shù)據(jù)背景下的公交規(guī)劃數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)應(yīng)用等方面內(nèi)容，為大數(shù)據(jù)背景下的公交規(guī)劃提出了相關(guān)思路方法。使公交規(guī)劃更智能化、信息化和科學(xué)化，提供公交的便利性、實時性和可靠性。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；城市公交；規(guī)劃研究

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）211-0135-02

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)的關(guān)注度逐漸上升，各國及各個領(lǐng)域都力圖挖掘擴充大數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍，進一步提高數(shù)據(jù)所蘊含的潛在價值。要解決公交系統(tǒng)存在的問題，以求達到提高供需雙方的平衡匹配性的目的，其本質(zhì)核心是利用新型科技技術(shù)進行信息的采集、傳輸、結(jié)合交通機理的應(yīng)用處理和結(jié)合交通目標的應(yīng)用共享。我們可以依靠大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)快速、準確地獲取交通數(shù)據(jù)并構(gòu)建交通數(shù)據(jù)處理模型。其優(yōu)勢在于：1）提高公交車輛的利用率；2）實現(xiàn)公交車輛調(diào)度實時性；3）促進公交智能化管理；4）公交路網(wǎng)規(guī)劃及站點設(shè)置的合理性。根據(jù)手機信號等數(shù)據(jù)的采集，對居民出行進行分析，從而得到出行需求，根據(jù)出行需求對公交路網(wǎng)及公交站點的設(shè)置進行規(guī)劃，提高公交系統(tǒng)的利用率[1-3]。

1 大數(shù)據(jù)背景下公交規(guī)劃

1.1 規(guī)劃目標

1.1.1 解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集困難、準確性不高的缺陷

常規(guī)公交規(guī)劃中居民出行OD數(shù)據(jù)采集方式為人工采集，進行抽樣調(diào)查。由于為人工抽樣調(diào)查，存在如下問題：一些敏感問題，如個人收入、家庭成員、年齡等重要信息，在調(diào)查結(jié)果中很難得到真實地體現(xiàn)，同時會引起調(diào)查對象的反感；調(diào)查人員水平層次不齊，數(shù)據(jù)的精確性得不到保證；為抽樣調(diào)查，調(diào)查得的數(shù)據(jù)很難完全代表總體出行特征。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于公交規(guī)劃，可以解決傳統(tǒng)調(diào)查方法中數(shù)據(jù)采集困難、采集成本高、精確性得不到保證等缺陷。

1.1.2 解決客流預(yù)測精確性問題，實現(xiàn)路網(wǎng)柔性增長

常規(guī)公交規(guī)劃數(shù)據(jù)來源的不精確，必然導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果存在偏差；同時由于采集、整理、分析和運用數(shù)據(jù)的漫長周期，最終導(dǎo)致路網(wǎng)的增長與實際需求存在較大偏差。將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于公交規(guī)劃后，樣本數(shù)等于總體數(shù)，數(shù)據(jù)能全面反映居民的出行特征；同時由于大數(shù)據(jù)能實現(xiàn)實時動態(tài)采集，數(shù)據(jù)處理速度快，預(yù)測結(jié)果和實際需求較為吻合，可以實現(xiàn)路網(wǎng)柔性增長，實現(xiàn)系統(tǒng)供需的動態(tài)平衡。

1.1.3 公交線網(wǎng)、站點優(yōu)化

常規(guī)公交線網(wǎng)的布設(shè)與調(diào)整方法以居民采用公交出行OD量為依據(jù)，公交線網(wǎng)優(yōu)化是一個多目標規(guī)劃問題，在優(yōu)化過程中通常考慮服務(wù)于大多數(shù)乘客、使乘客總出行時間更小、線網(wǎng)效率最大、保證良好的可達性等目標，同時兼顧公共交通經(jīng)營企業(yè)的經(jīng)濟利益為指導(dǎo)思想。但大多數(shù)方法僅限于理論研究，很難在實際工程中操作。引入大數(shù)據(jù)之后，如根據(jù)手機用戶的GPS定位信息，對居民的出行特征能有直觀清晰的了解，確定最優(yōu)線路和設(shè)置站點的最佳位置

1.1.4 實時調(diào)度

目前公交方式對居民出行缺乏吸引力的主要原因之一有乘車準時性得不到保證，由于公交車在高峰小時常常因交叉口堵塞和車流過多而產(chǎn)生延誤，準時性難以得到保證。引入大數(shù)據(jù)之后，公交公司能實時動態(tài)地掌握到這些信息，制定合理的調(diào)度策略，滿足用戶需求。

1.2 規(guī)劃思路

1）通過手機數(shù)據(jù)或者公交IC卡數(shù)據(jù)提取居民出行OD與公交線路相匹配，從而提取居民公交出行OD數(shù)據(jù)，具體涉及到手機GPS數(shù)據(jù)與公交GPS數(shù)據(jù)匹配問題。

2）通過手機數(shù)據(jù)提取人流量時空信息、用戶屬性等，為公交規(guī)劃提供更有針對性的信息。

3）通過數(shù)據(jù)提取，客流預(yù)測和仿真評價使公交規(guī)劃更智能化和科學(xué)化，提高公交便利性和可靠性。

1.3 規(guī)劃內(nèi)容

1.3.1 數(shù)據(jù)來源

隨著智能手機的普及和智能交通技術(shù)的發(fā)展，可用于公交規(guī)劃的數(shù)據(jù)來源越來越多，不僅可以通過原始的OD調(diào)查和現(xiàn)在公交運行狀況來獲取數(shù)據(jù)，還可以通過移動手機。公交IC卡等來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3.2 數(shù)據(jù)提取分離

原始的OD調(diào)查和公交運行數(shù)據(jù)均可直接用于公交規(guī)劃，所以本節(jié)主要涉及如何從手機數(shù)據(jù)和IC卡等中提取需要的數(shù)據(jù)。

1）移動手機數(shù)據(jù)提取城市居民出行數(shù)據(jù)。

（1）人流量分析：根據(jù)移動手機數(shù)據(jù)獲得研究區(qū)域的各種人流量數(shù)據(jù)，如實時人流量、新增人流量、駐留情況、用戶來源等相關(guān)信息。

（2）人口出行分析：根據(jù)手機數(shù)據(jù)很容易獲得居民出行的相關(guān)信息，如出行分布，出行量，特別是上下班出行，出行量等，這些數(shù)據(jù)都與公交規(guī)劃息息相關(guān)。

（3）用戶屬性挖掘：通過用戶大量的移動信令數(shù)據(jù)的規(guī)則和特點，分析用戶是居住人口、工作人口還是臨時人口。

2）公交IC卡提取公交出行OD數(shù)據(jù)。

（1）日常出行關(guān)聯(lián)分析：主要針對有固定出行需求的居民，如上班人員等，他們有固定的出行OD，考慮到公交IC卡只能記錄O點的記錄，通過對出行者一個月甚至更長的IC卡數(shù)據(jù)進行分析，運用關(guān)聯(lián)分析的方法獲得其出行OD數(shù)據(jù)。

（2）站點流量統(tǒng)計分析：根據(jù)公交IC卡的刷卡記錄和居民使用公交IC卡的比例很容易獲得不同站點公交車輛的客流量分布情況。

1.3.3 基于數(shù)據(jù)的公交規(guī)劃

從手機、公交IC卡等提取相關(guān)OD數(shù)據(jù)、人口信息數(shù)據(jù)、人流量時空分布數(shù)據(jù)后可用于公交線路、場站、樞紐等規(guī)劃，具體用于如下所示。

1）根據(jù)提取的人流量及其OD信息規(guī)劃公交線路，并結(jié)合特定的功能地點（如住宅區(qū)、機場、車站、碼頭、大型商場、辦公區(qū)、學(xué)校、公園、大型體育場館等）即城市規(guī)劃發(fā)展趨勢進行適當?shù)恼{(diào)整（OD數(shù)據(jù)）。

2）根據(jù)提取的人流量數(shù)據(jù)，特別是其中的新增人口，新增OD信息等“實時”調(diào)整公交線路，新增或者減少公交線路（OD數(shù)據(jù)和人口信息相結(jié)合）。

3）根據(jù)IC卡或者手機數(shù)據(jù)提取人流量的駐留點規(guī)劃公交站點位置，并可根據(jù)提取出不同時段內(nèi)人流量分布及人流方向的動態(tài)變化對公交線路的首末站進行動態(tài)調(diào)整（人流量的空間分布和時間分布）。

4）根據(jù)人流量的特點規(guī)劃公交調(diào)度，使公交調(diào)度更智能化、實時化、信息化，其中包括發(fā)車間隔和發(fā)車車型等（人流量的空間分布和時間分布）。

5）根據(jù)人群特點調(diào)度車輛安排，如對老年乘客多的線路，安排座位多的、低踏板的車型，是公交出行更舒適、更人性化（用戶屬性信息）。

6）根據(jù)人群特點調(diào)整公交移動電視的廣告投放內(nèi)容，精細化營銷。（用戶屬性信息）。

從以上數(shù)據(jù)的應(yīng)用可知，在大數(shù)據(jù)背景下，會使公交規(guī)劃顯得更智能化且可靠性更高。當然由于公交規(guī)劃適用于未來，所以從手機、IC卡中提取的數(shù)據(jù)后可用相關(guān)的預(yù)測方法對遠景的公交客流數(shù)據(jù)進行預(yù)測后再用于具體的規(guī)劃實踐，并對所做的規(guī)劃進行仿真評價得到滿意的結(jié)果再用于實踐。

2 結(jié)論

在當前大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)充斥所帶來的影響遠遠超出了企業(yè)領(lǐng)域，其不僅能帶來商業(yè)價值，亦能產(chǎn)生社會價值。隨著信息通訊技術(shù)的發(fā)展，交通運輸從數(shù)據(jù)貧乏的困境轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)豐富的環(huán)境，而面對眾多的交通數(shù)據(jù)，如何從中根據(jù)用戶需求提取有效數(shù)據(jù)成為關(guān)鍵所在。可見，大數(shù)據(jù)管理是一項巨大挑戰(zhàn)，一方面要及時提取交通數(shù)據(jù)以滿足用戶需求，另一方面須在數(shù)據(jù)的潛在價值與個人隱私之間進行平衡。本文提出了大數(shù)據(jù)背景下的公交規(guī)劃，與原始的公交規(guī)劃相比，可以免去復(fù)雜的OD調(diào)查，可以通過手機或者公交IC卡來獲取，且更準確。不僅如此，我們還可以提取其他有用的信息用于公交規(guī)劃，使公交規(guī)劃更智能化、信息化和科學(xué)化，提供公交的便利性、實時性和可靠性。

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