【摘要】：公交客流OD(origin-destination,起止站點(diǎn))數(shù)據(jù)作為城市公共交通特征研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在公交客流分析、預(yù)測(cè)和公交路網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化等工作中扮演了重要的角色。近年來(lái),隨著我國(guó)智慧城市體系的逐步完善,城市公共交通系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)不斷得以拓展,以大數(shù)據(jù)技術(shù)為支撐的公交大數(shù)據(jù)挖掘方法與可視化技術(shù)研究逐步成為智慧交通領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。公交大數(shù)據(jù)作為城市公共交通系統(tǒng)的產(chǎn)物,是城市空間大數(shù)據(jù)的核心組成部分,為公交客流OD特征挖掘方法的研究提供了數(shù)據(jù)支撐。公交大數(shù)據(jù)繼承了大數(shù)據(jù)的“大量”、“高速”、“多樣”、“低價(jià)值密度”、“真實(shí)性”等特征,在公交大數(shù)據(jù)中存在數(shù)據(jù)噪聲大、數(shù)據(jù)冗余等問(wèn)題。同時(shí),由于城市公共交通采用上車一票制的計(jì)費(fèi)方式,公交客流OD數(shù)據(jù)難以從多種數(shù)據(jù)采集機(jī)制所產(chǎn)生的公交大數(shù)據(jù)中直接提取。論文研究了公交大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與預(yù)處理方法,提出了基于公交大數(shù)據(jù)的公交客流OD數(shù)據(jù)挖掘算法,獲取了公交客流時(shí)空分布數(shù)據(jù),構(gòu)建了基于公交客流數(shù)據(jù)的城市空間大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)以石家莊市AVL(Automatic Vehicle Location,車輛自動(dòng)定位)數(shù)據(jù)、公交IC刷卡數(shù)據(jù)和公交站點(diǎn)GPS數(shù)據(jù)等為主要研究對(duì)象,研究了公交大數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)方法,通過(guò)分析公交大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),提取了公交數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵字段和多源公交數(shù)據(jù)間的時(shí)空映射關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了公交大數(shù)據(jù)清洗、集成、變換及歸約等預(yù)處理過(guò)程。(2)利用時(shí)間匹配方法,通過(guò)設(shè)立時(shí)間彈性因子,實(shí)現(xiàn)了IC刷卡數(shù)據(jù)和AVL數(shù)據(jù)的融合,推算得到了乘客上車站點(diǎn);基于乘客公交出行行為特征,利用乘客上車站點(diǎn)數(shù)據(jù)提取乘客出行下游站點(diǎn)集合與高頻站點(diǎn)集合,基于泊松分布理論,分別研究了在出行線路、出行時(shí)間相異的條件下乘客出行站點(diǎn)數(shù)即參數(shù)λ的不同表現(xiàn),結(jié)果表明參數(shù)λ受到了出行線路、出行時(shí)間的綜合作用,因此提出了多時(shí)段公交站點(diǎn)吸引強(qiáng)度與公交出行鏈法結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)了下車站點(diǎn)的推算,并提出了集計(jì)層面的模型檢驗(yàn)方法,以石家莊市公交數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。(3)研究了城市空間矢量數(shù)據(jù)在線爬取方法,設(shè)計(jì)了基于3DGIS(3D Geographic Information System,三維地理信息系統(tǒng))平臺(tái)的城市路網(wǎng)與建筑物輪廓的在線爬取方法,通過(guò)三維模型快速構(gòu)建技術(shù),實(shí)現(xiàn)了3D城市景象可視化;基于公交客流OD數(shù)據(jù),提取客流時(shí)空分布特征,以時(shí)間、位置為關(guān)鍵因素,研究了公交站點(diǎn)及線路客流量可視化方法、動(dòng)態(tài)客流分布可視化方法與公交運(yùn)營(yíng)指標(biāo)可視化。論文以石家莊市公交大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對(duì)本文的研究成果進(jìn)行了有效性和適用性的驗(yàn)證,同時(shí)獲取到了石家莊市公交客流時(shí)空分布特征數(shù)據(jù),基于3DGIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了石家莊市3D城市景象、公交客流特征可視化。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U491.17
【圖文】：

圖 1-1 Benomar 熱力圖展示王勝開(kāi)[18]構(gòu)建了 B/S 架構(gòu)的 WebGIS 可視化客戶端，通三維動(dòng)態(tài) OD 圖的方式，實(shí)現(xiàn)了公交特征的可視化。申北京市公交出行的一些規(guī)律，基于 Cesium 以及 Leaflet 工以及動(dòng)態(tài)軌跡圖實(shí)現(xiàn)了北京市公交站位登量、公眾出行 以及出租車軌跡的可視化。李文鋒[40]基于 GIS 平臺(tái)疊加構(gòu)建了公交站點(diǎn)客流量熱力圖，實(shí)現(xiàn)了公交客流量可視點(diǎn)數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)、區(qū)域數(shù)據(jù)，將可視化方法分為四個(gè)級(jí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確表達(dá)。劉銘崴等[42]基于空間信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)了了分析性與探索性多層次任務(wù)需求，描述了任務(wù)需求與陳輝等[43]基于經(jīng)典隱馬爾可夫模型地圖匹配算法，分析高質(zhì)量高頻軌跡數(shù)據(jù)序列，實(shí)現(xiàn)了公交線路的地圖匹配本語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的方式進(jìn)行了職住地與通勤行為的識(shí)別方法視化開(kāi)發(fā)。

- 11 -圖 2-2 公交 AVL 系統(tǒng) BJON 數(shù)據(jù)格式MongDB 可通過(guò)水平拓展實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)，每組 MongDB 實(shí)例包含多組 database（數(shù)據(jù)庫(kù)），每組 database 包含多組 collection（數(shù)據(jù)集），數(shù)據(jù)以 BJO格式存儲(chǔ)在 collection 中。MongDB 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)路線圖如圖 2-3 所示。

系統(tǒng)通過(guò) GPS、AFC 等設(shè)備將車輛位置數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)以及乘客刷卡數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)調(diào)度中心的服務(wù)器中，如圖2-5 所示。城市公交他系統(tǒng)產(chǎn)生的公交大數(shù)據(jù)包含了城市公交系統(tǒng)所產(chǎn)生的過(guò)程數(shù)據(jù)以及結(jié)果數(shù)據(jù)，主體數(shù)據(jù)為站點(diǎn) GPS 數(shù)據(jù)、AVL 數(shù)據(jù)、IC 刷卡數(shù)據(jù)等。圖 2-5 公交數(shù)據(jù)采集與傳輸技術(shù)路線圖公交大數(shù)據(jù)共包括 AVL 數(shù)據(jù)、IC 刷卡數(shù)據(jù)和公交站點(diǎn)數(shù)據(jù)，每日數(shù)據(jù)量共記錄一百萬(wàn)多條，包括了研究區(qū)域周一至周日不間斷的所有公交數(shù)據(jù)，涵蓋了各類乘客的出行時(shí)間與空間位置分布。公交大數(shù)據(jù)作為城市空間大數(shù)據(jù)的重要組成部分之一，具有多元化、結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)，蘊(yùn)含了豐富的交通流特征。大部分城市在公交運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中均采用了上車一票制[45]，乘客通過(guò)上車刷IC卡而下車不再刷卡的方式完成公交乘坐流程，因此在公交原始數(shù)據(jù)中存在上車站點(diǎn)未記錄、下車站點(diǎn)未知的問(wèn)題。公交客流OD 數(shù)據(jù)體現(xiàn)了乘客在公交出行過(guò)程中的出發(fā)地與目的地。完整的公交客流 OD數(shù)據(jù)是交通流特征分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，更是科學(xué)組織交通、優(yōu)化交通布局強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，因此公交客流 OD 推算方法的研究具有重要的科研價(jià)值與社會(huì)意義。2.2.2 公交客流 OD 推算方法公交客流 OD 是指公交客流的上車站點(diǎn)與下車站點(diǎn)的集合，表達(dá)了客流的出行發(fā)生地與結(jié)束地的交通信息，是公交客流分析的重要特征。在現(xiàn)有的城市公交系統(tǒng)下，公交大數(shù)據(jù)包含了 AVL 數(shù)據(jù)、乘客 IC 刷卡數(shù)據(jù)和站點(diǎn) GPS 數(shù)據(jù)，由于大多數(shù)城市中的公交系統(tǒng)采用了上車一票制，乘客的上下車站點(diǎn)在現(xiàn)有的公交數(shù)據(jù)中無(wú)法得到直接體現(xiàn)，乘客的上下車站點(diǎn)信息需要基于現(xiàn)有的公交數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配、推算才能得到。

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本文編號(hào)：2787616