技术摘要：
本发明公开了一种公交线路韧性评估方法及系统，方法包括：S1、数据采集步骤；S2、数据预处理步骤；S3、中间站应到时间计算步骤；S4、判断步骤，根据处理后的静态基础数据和动态实时数据得到车辆到站时间中间表，对车辆到站时间中间表中的到站时间使用算法进行聚类，计  全部
背景技术：
优先发展公共交通是解决我国城市拥堵问题的必要途径，为了鼓励更多的市民选 择公共交通出行，需要持续不断地改善公交服务。而改善公交服务需要通过对历史数据的 挖掘得到可以表征线路服务水平的各种指标，现有的公交服务常规指标主要有可靠性、舒 适性、便捷性等反应乘客感知的指标，评价内容、指标和方法并未从线路自身的属性出发， 导致评价结果不够全面，难以确定问题源头和解决措施。 以可靠性为例，车辆可靠性低本质上是由于线路运行对时刻表的遵守能力低导致 的，很可能是由于时刻表安排不合理、缺少公交专用道等原因使得车辆遭遇拥堵等情况无 法自我调节以遵守其承诺的运输服务。此外，在实际的公交运营过程中，由于外部不可控制 的因素，如交通拥堵、事故或车辆故障等，公交路线的服务可能会陷入″崩溃”状态。但是，在 经过线路自身一定的调整后，例如经验丰富的驾驶员、公交车信号优先级、公交专用道等， 中断的服务将会自行恢复。 因此，如何对公交线路的数据进行挖掘，建立模型来量化公交线路从服务不可靠 的状态自我恢复的能力，并建立系统对韧性进行评价和监控，以为公交路线调整优化提供 决策支持，就成为亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够量化评价公交线路韧性的城市公交线路韧性评 估方法及系统。 以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是 所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非 试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一 些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。 根据本发明的一方面，提供了一种公交线路韧性评估方法，包括： S1、数据采集步骤，获取公交线路的静态基础数据和动态实时数据； S2、数据预处理步骤，对静态基础数据和动态实时数据进行预处理，并将动态实时 数据与静态基础数据进行匹配； S3、中间站应到时间计算步骤，根据处理后的静态基础数据和动态实时数据得到 车辆到站时间中间表，对车辆到站时间中间表中的到站时间使用算法进行聚类，计算得到 中间站应到时间； S4、判断步骤，判断公交线路的服务状态，所述服务状态包括稳定状态和崩溃状 态，设定车辆到达时间的稳定区间，当公交实际到达时间超出该稳定区间，则为崩溃状态， 当公交实际到达时间在该稳定区间内，则为稳定状态； 5 CN 111599180 A 说　明　书 2/9 页 S5、韧性指标计算步骤，计算从崩溃状态到稳定状态的恢复程度和恢复时间，根据 恢复程度和恢复时间计算韧性指标。 在一实施例中，该方法的所述静态基础数据包括GIS地图、公交站点基础数据、路 段基础数据、线路基础数据和时刻表。 在一实施例中，该方法的所述动态实时数据包括公交GPS数据、公交班次和调度数 据。 在一实施例中，该方法的所述S2数据预处理步骤包括：筛选、剔除静态基础数据中 的异常值，校对各类静态基础数据，若一种数据源存在缺失，通过其他数据进行修复；对动 态实时数据进行数据筛选、异常数据剔除及修复、数据融合，并将动态实时数据与静态基础 数据进行匹配。 在一实施例中，该方法的所述S3中间站应到时间计算步骤包括： S31、采集至少一个月的GPS数据，对GPS数据进行预处理，匹配公交GPS数据道路 网，识别车辆到站时间得到分线路的车辆到站时间中间表； S32、读取班次数据及时刻表数据，若读取目标线路每日的班次量为n，则对于任何 一天该线路的任何一个站点都应该有n个班次的车辆停站，对应n个到站时间点； S33、对中间表的到站时间使用K-Means算法进行聚类，该算法簇数量为n； S34、对照时刻表和排班计划对得到的数据进行检查，保证车辆行驶到站时间和空 间上的连续性，若得到的时刻表数据无法匹配，则返回S33调整收敛参数继续迭代，直到得 到符合的聚类结果。 S35、依次读取每个簇的到站时间，并计算到站时间均值，作为车辆的应到时间。 在一实施例中，该方法的S5中所述韧性指标包括最大恢复韧性，所述最大回复韧 性的计算步骤包括： S511、寻找距离稳定区间外最远的一个点mmax； S512、寻找mmax后第一次回到稳定区间的点，到S514,若此后没有在稳定区间的点 则到S513： S513、寻找mmax之后距离稳定区间最近的点； S514、记录该点为nmax，确定韧性三角形； S515、计算韧性值RRIR： 式中 分别代表车辆到达点mmax，nmax对应站点的计划到达时间与实 际到达时间之差， 分别代表车辆实际到达站点mmax，nmax的时间。 在一实施例中，该方法的S5中所述韧性指标包括均匀韧性，所述均匀韧性的计算 步骤包括： S521、找到第一个在稳定区间外的的点，记录其为m1，以及m1之后的第一次回到安 6 CN 111599180 A 说　明　书 3/9 页 全区的点，记录为n1； S522、找到n1之后最近的一个安全区外的点，记录其为m2，以及m2之后第一次回到 安全区的点，记录为n2； S523、继续寻找这样的点，直到结束； S524、计算斜率的加权平均和，得到均匀韧性MRIR： 式中 分别代表车辆到达点mi，ni对应站点的计划到达时间与实际到达 时间之差， 分别代表车辆到达点mi，ni对应站点的时间。 在一实施例中，该方法的S5中所述韧性指标包括区间加权韧性，所述区间加权韧 性的计算步骤包括： S531、取第i个区间的起始站点为mi，终止站点为ni，计算车辆到达站点mi和ni的计 划到达时间与实际到达时间之差，分别记为 和 S532、当 和 均在稳定区间(ζ1,ζ2)内，则该区间无韧性三角形，算法结束， 否则到S533； S533、当 和 中较大的值小于等于ζ2且较小的值小于ζ1，或 和 中较 大的值大于ζ2且较小的值大于等于ζ1,则可直接确定韧性三角形，算法结束，否则到S534； S534、当 和 中较大的值大于等于ζ2且较小的值小于等于ζ1时，需要先找到 mi的″像”m′i，m′i位于mi相对于稳定区间相同距离的另一侧，确定mi后即可得出区间加权韧 性RII的计算公式为： 7 CN 111599180 A 说　明　书 4/9 页 式中：ζ1为稳定区间下限，ζ2为稳定区间上限； S535、将所有存在韧性值区间的R//进行加权平均，即可得到WR/R的值，其公式为： 根据本发明的另一方面，还提供了一种公交线路韧性评估系统，包括：数据采集模 块，用于获取公交线路的静态基础数据和动态实时数据；数据预处理模块，用于对静态基础 数据和动态实时数据进行预处理，并将动态实时数据与静态基础数据进行匹配；中间站应 到时间计算模块，用于根据处理后的静态基础数据和动态实时数据得到车辆到站时间中间 表，对车辆到站时间中间表中的到站时间使用算法进行聚类，计算得到中间站应到时间；判 断模块，用于判断公交线路的服务状态，所述服务状态包括稳定状态和崩溃状态，设定车辆 到达时间的稳定区间，当公交实际到达时间超出该稳定区间，则为崩溃状态，当公交实际到 达时间在该稳定区间内，则为稳定状态；韧性指标计算模块，用于计算从崩溃状态到稳定状 态的恢复程度和恢复时间，根据恢复程度和恢复时间计算韧性指标。 本发明方法及系统实施例的有益效果是：充分利用可获取的数据挖掘有效运行信 息，构建了公交线路韧性评估方法。既可对历史数据进行韧性挖掘分析，也可对实时数据进 行韧性计算和监控，从而为公交路线调整优化提供了决策支持。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的 上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征 的组件可能具有相同或相近的附图标记。 图1为本发明方法实施例的流程图； 图2为本发明方法实施例中间站应到时间计算过程流程图； 图3为本发明中公交服务状态判断与韧性三角形的识别示意图； 图4为本发明中最大恢复韧性场景示意图； 图5为本发明中均匀韧性场景示意图； 图6为本发明中区间加权韧性场景示意图； 图7为本发明系统实施例的模块示意图。