專利名稱：城市公交車輛路段行程時間改進預測方法
技術領域：
城市公交車輛行程時間預測問題是公交車輛運營調(diào)度領域中一個十分重要的問
題。本方法在對公交車輛路段行程時間預測現(xiàn)有研究成果進行分析的基礎上，提出一種融 合多種現(xiàn)有方法優(yōu)點的，符合公交車輛行程時間變化規(guī)律的，適合行程時間預測不同時段 的預測方法，為公交調(diào)度管理人員科學、合理的調(diào)度城市公交車輛提供了依據(jù)，屬于城市道 路智能化交通控制領域。
背景技術：
公交車輛行程時間是指公交車輛在公交線路上由某站點發(fā)車開始到另外一個站 點?？繛橹顾牡臅r間，包括公交車輛的行駛時間和中間站停站時間。本方法所涉及的 公交車輛行程時間是指兩個相臨公交站點之間行程時間，在兩個相臨的公交站點之間包括 若干交叉口，因此相臨兩個公交站點之間的行程時間還包括公交車輛在交叉口處排隊等待 通過交叉口的時間。 目前，公交調(diào)度系統(tǒng)一般只發(fā)布公交車輛到站距離的信息，對于乘客更為關心的 公交車輛到站時間卻很少涉及，主要是因為公交車輛行程時間難以預測?，F(xiàn)階段，針對城市 公交車輛路段行程時間預測的方法比較單一，很多方法沒有從公交車輛行程時間變化特征 出發(fā)，對行程時間不同變化階段，往往采用同樣的計算方法，預測精度不夠，很難滿足公交 調(diào)度對行程時間預測的要求。 經(jīng)發(fā)明人長期研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有城市公交車輛行程時間預測方法預測精度不高，如 果能夠?qū)F(xiàn)有預測方法進行一定的融合，同時再預測過程中考慮不同預測時段的交通特 征，將大大提高公交車輛行程時間預測的可信度，同時還為城市公交調(diào)度管理人員科學、合 理的進行城市公交調(diào)度提供了理論支持。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種城市公交車輛路段行程時間改進預測方法， 在對公交車輛行程時間進行預測的過程中，融合了多種行程時間預測方法，并利用試值法 確定不同時段城市公交車輛路段行程時間改進預測方法各部分預測權(quán)重值，最后確定適合 不同時段交通特性的城市公交車輛路段行程時間預測值。本方法所建立的行程時間預測改 進方法不但能夠較好的克服現(xiàn)有行程時間預測方法的不足之處，而且預測方法的適用性和 預測精度都較為理想，具有較高的實用價值。
技術方案本發(fā)明的一種城市公交車輛路段行程時間改進預測方法為 1.)控制程序初始化，利用城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)Z和城市公交車
輛路段行程時間預測間隔c計算每個時段的城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)， c取15
秒， 2.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)和城市公交車輛路段行程時間預測 間隔c，利用常用的簡單移動平均交通流預測方法，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值^W， 3.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)和城市公交車輛路段行程時間預測 間隔c，利用常用的趨勢移動平均交通流預測方法，計算城市公交車輛路段行程時間改進預
測方法第二部分預測值^("， 4.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值^()和第二部 分預測值^W ，利用"試值法"確定城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測 值的權(quán)重值t^和城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值的權(quán)重值co2，
5.)根據(jù)由上述步驟已經(jīng)建立的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部 分預測值^,)和第二部分預測值^(,)及其各自的權(quán)重值"2，確定城市公交車輛路段行 程時間。 所述的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，利用路段各時段行程時間Z(t) 進行預測，具體為 1.)將實測城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z按照觀測日期不同，劃分成工作日 城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)和節(jié)假日城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)兩類 不同的數(shù)據(jù)源，根據(jù)預測對象的不同，選擇不同的數(shù)據(jù)源， 2.)根據(jù)預測間隔c，將實測城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z按照時間段進行整
理，對同一個時段內(nèi)的行程時間實測數(shù)據(jù)Z(t)i，Z(W，…Z(t)i，計算出該時段的城市公交車輛
路段行程時間數(shù)據(jù)z(" -Z('" +.'. + Z(')' ，i為正整數(shù)。 通過常用的簡單移動平均交通流預測方法來計算城市公交車輛路段行程時間改 進預測方法第一部分預測值&,)，具體為 1.)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測過程利用時段1\內(nèi) 的實測行程時間數(shù)據(jù)作為預測源數(shù)據(jù)，并且根據(jù)預測間隔c，確定^,)的行程時間數(shù)據(jù)量
M = ^ ， 1\為預測時段前后30分鐘，共計1小時； c 2.)根據(jù)1\時段內(nèi)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z1(t)和行程時
間數(shù)據(jù)量K，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值
;;-1) +.'' + zi(,-w,) 、 at
0 =-^-, t > Np t為正整數(shù)。 利用常用的趨勢移動平均交通流預測方法來計算城市公交車輛路段行程時間改 進預測方法第二部分預測值A(,)，具體為 1.)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測過程利用時段T2內(nèi) 的實測行程時間數(shù)據(jù)作為預測源數(shù)據(jù)，并且根據(jù)預測間隔c，確定^(,)的行程時間數(shù)據(jù)量
M = ^ ， T2為預測時段前15分鐘； 2.)根據(jù)T2時段內(nèi)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z2(t)和行程時 間數(shù)據(jù)量^，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值
; 的兩個輔助參數(shù)O-d 2"—"詞,t > N2， t為正整數(shù)和<formula>formula see original document page 6</formula>， t為正整數(shù)，然后再計算城市公交車輛路段
<formula>formula see original document page 6</formula>(2)
行程時間改進預測方法第二部分預測值 ,)=2 2('—"u ;2('—", t > n2， t為正整
iV， 一 1 運用"試值法"確定兩部分預測值~,)和^(,)的權(quán)重值"工與"2，具體為 1.)對于試值法來說，首先需要確定A與"2的初始值及試值過程中各自步長n ;
設定"工的初始值為1， "2的初始值為O，步長n為0. 01， 2.)根據(jù)上述參數(shù)開始進行試值，并根據(jù)試值過程中預測數(shù)據(jù)和實測數(shù) 據(jù)的擬合程度來確定試制過程是否終止；當預測數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)的擬合程度值
少,=z('))2+(V"-V")2—. + (Vw+1) +1))2 , t》n， t為正整數(shù)，小于y時，試
值過程終止，否則繼續(xù)進行試值，通過對多個城市公交車輛行程時間實測值和預測值的比
較與分析，確定y取o. 15。
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點 1.)公交車輛行程時間預測改進方法集中了現(xiàn)有預測方法的很多優(yōu)點。本方法通 過對不同方法進行融合來建立一種便于應用的、精度較高的行程時間預測方法，這種方法 主要適用于城市道路公交車輛行程時間的預測，同時可以更好的為城市公交調(diào)度服務。
2.)公交車輛行程時間預測改進方法依據(jù)公交車輛實時運行特性進行預測，可信 度較高。由于城市公交車輛運行特征在不同時段有一定區(qū)別，因此，本方法通過利用試值法 確定不同時段城市公交車輛路段行程時間改進預測方法各部分預測權(quán)重值，能夠更加真實 的模擬城市公交車輛行程時間的特征情況，可信度較高，同時可以更好的為城市公交調(diào)度 服務。


圖1為本發(fā)明的城市公交車輛路段行程時間預測方法流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步說明 為達到上述目的，本發(fā)明城市公交車輛路段行程時間預測方法是這樣進行的
1.)通過實際調(diào)查，利用城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)z及城市公交車輛 路段行程時間預測間隔c(c取15秒)，計算每個時段的城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù) z(t)， 2.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)和城市公交車輛路段行程時間預測 間隔c，利用常用的簡單移動平均交通流預測方法，計算城市公交車輛路段行程時間改進預
測方法第一部分預測值 ,)， 3.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)和城市公交車輛路段行程時間預測 間隔c，利用常用的趨勢移動平均交通流預測方法，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值^W ， 4.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值^,)和第二部
分預測值^(,> ，利用"試值法"確定城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測 值的權(quán)重值t^和城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值的權(quán)重值co2，
5.)根據(jù)由上述步驟已經(jīng)建立的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部 分預測值A(,)和第二部分預測值^(,)及其各自的權(quán)重值"2，確定城市公交車輛路段行 程時間。 2.城市公交車輛路段行程時間改進預測方法利用路段各時段行程時間Z(t)進行 預測，具體為 1.)將實測城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z按照觀測日期不同，劃分成工作日 城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)和節(jié)假日城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)兩類 不同的數(shù)據(jù)源，根據(jù)預測對象的不同，選擇不同的數(shù)據(jù)源， 2.)根據(jù)預測間隔c，將實測城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z按照時間段進行整
理，對同一個時段內(nèi)的行程時間實測數(shù)據(jù)Z(t)i，Z(W，…Z(t)i，計算出該時段的城市公交車輛
預測間隔c，確定^的行程時間數(shù)據(jù)量M =
路段行程時間數(shù)據(jù)z(,) ~^-^ ， i為正整數(shù)。 3.利用常用的簡單移動平均交通流預測方法來計算城市公交車輛路段行程時間 改進預測方法第一部分預測值Aw ，具體為 1.)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測過程利用時段1\ (1\ 為預測時段前后30分鐘，共計1小時)內(nèi)的實測行程時間數(shù)據(jù)作為預測源數(shù)據(jù)，并且根據(jù)
々J勺仃程時間數(shù)據(jù)量 =K ') c 2.)根據(jù)1\時段內(nèi)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z1(t)和行程時 間數(shù)據(jù)量K，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值<formula>formula see original document page 7</formula> t為正整數(shù)。 4.利用常用的趨勢移動平均交通流預測方法來計算城市公交車輛路段行程時間 改進預測方法第二部分預測值^("，具體為 1.)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測過程利用時段T2(T2 為預測時段前15分鐘)內(nèi)的實測行程時間數(shù)據(jù)作為預測源數(shù)據(jù)，并且根據(jù)預測間隔c，確定
S的行程時間數(shù)據(jù)量<formula>formula see original document page 7</formula>
2.)根據(jù)T2時段內(nèi)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z2(t)和行程時 間數(shù)據(jù)量K，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值 ; 的兩個輔助參數(shù)》-')""+…、-，t > N2， t為正整數(shù)和
<formula>formula see original document page 7</formula> t為正整數(shù)，然后再計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值<formula>formula see original document page 8</formula>， t為正整 數(shù)。 5.運用"試值法"確定兩部分預測值^,)和^(,)得權(quán)重值"！與"2，具體為
1.)對于試值法來說，首先需要確定與"2的初始值及試值過程中各自步長n。 設定"工的初始值為1， "2的初始值為O，步長n為0. 01， 2.)根據(jù)上述參數(shù)開始進行試值，并根據(jù)試值過程中預測數(shù)據(jù)和實測數(shù) 據(jù)的擬合程度來確定試制過程是否終止。當預測數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)的擬合程度值
<formula>formula see original document page 8</formula> t為正整數(shù)，小于y時，試
值過程終止，否則繼續(xù)進行試值，通過對多個城市公交車輛行程時間實測值和預測值的比
較與分析，確定y取o. 15。
權(quán)利要求
一種城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，其特征在于該預測過程由計算機進行控制，其具體方法為1.)控制程序初始化，利用城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)z和城市公交車輛路段行程時間預測間隔c計算每個時段的城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)，c取15秒，2.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)和城市公交車輛路段行程時間預測間隔c，利用常用的簡單移動平均交通流預測方法，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值3.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)和城市公交車輛路段行程時間預測間隔c，利用常用的趨勢移動平均交通流預測方法，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值4.)根據(jù)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值和第二部分預測值利用“試值法”確定城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值的權(quán)重值ω1和城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值的權(quán)重值ω2，5.)根據(jù)由上述步驟已經(jīng)建立的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值和第二部分預測值及其各自的權(quán)重值ω1和ω2，確定城市公交車輛路段行程時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，其特征在于所述 的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，利用路段各時段行程時間z(t)進行預測，具體 為1. )將實測城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z按照觀測日期不同，劃分成工作日城市 公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)和節(jié)假日城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)兩類不同 的數(shù)據(jù)源，根據(jù)預測對象的不同，選擇不同的數(shù)據(jù)源，2. )根據(jù)預測間隔c，將實測城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z按照時間段進行整理， 對同一個時段內(nèi)的行程時間實測數(shù)據(jù)z(th， z(t)2，…Z(t)i，計算出該時段的城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(,) - Z('"+Z(02,+ .'. + Z(,)' ， i為正整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，其特征在于通過 常用的簡單移動平均交通流預測方法來計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第 一部分預測值&,)，具體為1. )城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測過程利用時段1\內(nèi)的實測行程時間數(shù)據(jù)作為預測源數(shù)據(jù)，并且根據(jù)預測間隔c，確定S的行程時間數(shù)據(jù)量W, =^，1\<formula>formula see original document page 2</formula>為預測時段前后30分鐘，共計1小時；2. )根據(jù)1\時段內(nèi)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z1(t)和行程時間數(shù)據(jù)量K，計算城 市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值^,) = 2;+"' + Zl('-w') ， t 〉N"t為正整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，其特征在于利用 常用的趨勢移動平均交通流預測方法來計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值^(,> ，具體為(1.)城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測過程利用時段L內(nèi)的實領r，行程時間數(shù)據(jù)作為預測源數(shù)據(jù)，并且根據(jù)預測間隔c，確定s的行程時間數(shù)據(jù)量A^ =，.Z2(,) 2cT2為預測時段前15分鐘；(2.)根據(jù)T2時段內(nèi)城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z2(t)和行程時間數(shù) 據(jù)量K，計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值^(,)的兩個輔助參數(shù)》1)+Z2('-;: '.+z闊,t > n2， t為正整數(shù)和1} ^-^1, t > n2， t為正整數(shù)，然后再計算城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第二部分預測值^(。 = 2 2(" ; 2(t—", t > n2， t為正整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市公交車輛路段行程時間改進預測方法，其特征在于運用"試值法"確定兩部分預測值^)和 ,)的權(quán)重值"i與"2，具體為(1. )對于試值法來說，首先需要確定t^與c^的初始值及試值過程中各自步長n ;設定 "i的初始值為1， "2的初始值為0，步長n為0. 01，(2. )根據(jù)上述參數(shù)開始進行試值，并根據(jù)試值過程中預測數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù) 的擬合程度來確定試制過程是否終止；當預測數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)的擬合程度值X =一z('))2 +(^_') 一2('-'))2十…+ (V， — Vw+g, t》& t為正整數(shù)，小于y時，試值過程終止，否則繼續(xù)進行試值，通過對多個城市公交車輛行程時間實測值和預測值的比較與分析，確定y取o. 15。
全文摘要
城市公交車輛路段行程時間改進預測方法在對公交車輛路段行程時間預測現(xiàn)有研究成果進行分析的基礎上，提出一種融合多種現(xiàn)有方法優(yōu)點的，其具體方法為首先對城市公交車輛行程時間特征進行調(diào)查、分析，利用城市公交車輛路段行程時間實測數(shù)據(jù)z和城市公交車輛路段行程時間預測間隔c，計算每個時段的城市公交車輛路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)；然后，利用路段行程時間數(shù)據(jù)z(t)，計算出城市公交車輛路段行程時間改進預測方法第一部分預測值和第二部分預測值接下來，運用試值法確定上述兩部分在行程時間改進方法中的權(quán)重值ω1和ω2；最后，將前述數(shù)據(jù)帶入城市公交車輛路段行程時間改進預測方法計算模型確定最終預測結(jié)果。
文檔編號G08G1/00GK101697250SQ20091018535
公開日2010年4月21日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者李文權(quán), 李銳, 陳茜 申請人:東南大學;