徐福博

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基于IC卡數(shù)據(jù)的公交運(yùn)行速度差異分析

徐福博

（長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

文章通過對(duì)城市公交IC卡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計(jì)算求得公交運(yùn)行站間平均速度，并對(duì)西安市313路公交車運(yùn)行速度差異進(jìn)行分析，得出擁堵速度及其概率分布，為城市交通組織優(yōu)化提供一定參考數(shù)據(jù)。

IC卡數(shù)據(jù)；速度差異；概率分布

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的日益提高，城市交通擁堵現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，城市常規(guī)公交在運(yùn)行時(shí)受交通環(huán)境影響較大，雖有公交優(yōu)先發(fā)展和公交專用道等政策和措施[1]，其運(yùn)行速度難以得到保證，分析其運(yùn)行速度差異，不僅有利于提高公交服務(wù)水平，對(duì)城市交通組織優(yōu)化也能提供一定參考。

1 IC刷卡數(shù)據(jù)分析

公交IC卡作為公共交通大數(shù)據(jù)的重要數(shù)據(jù)來源，其數(shù)據(jù)涵蓋了城市各個(gè)角落的出行信息，IC刷卡數(shù)據(jù)主要包括公交IC卡數(shù)據(jù)、公交GPS數(shù)據(jù)、公交站點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和公交運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)等[2]。在分析公交運(yùn)行速度差異時(shí)主要用到以下數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)樣例如表1所示：

（1）車輛信息：包括車輛編號(hào)和路線編號(hào)；

（2）時(shí)間信息：乘客刷卡發(fā)生時(shí)間；

（3）站點(diǎn)信息：乘客刷卡的站點(diǎn)，以及該站點(diǎn)的編號(hào)。

表1 IC卡信息數(shù)據(jù)樣例

2 IC刷卡數(shù)據(jù)處理

2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

IC刷卡數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括無效數(shù)據(jù)剔除、重復(fù)數(shù)據(jù)篩選以及區(qū)別上下行數(shù)據(jù)。

（1）無效數(shù)據(jù)剔除：IC卡數(shù)據(jù)的收集受采集設(shè)配和傳輸環(huán)境的影響，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)部分丟失的情況，對(duì)缺件數(shù)據(jù)做剔除處理。

（2）重復(fù)數(shù)據(jù)篩選：計(jì)算公交站間速度時(shí)，以該站最后一條刷卡時(shí)間作為公交車出站時(shí)間，以下一站的第一條刷卡時(shí)間作為公交車到站時(shí)間，因此數(shù)據(jù)只保留每站第一條和最后一條數(shù)據(jù)。

（3）區(qū)別上下行數(shù)據(jù)：公交車往返的不同行程又被稱為上下行，主要通過站點(diǎn)編號(hào)來區(qū)分，如表1所示，同一站有兩個(gè)編號(hào)，其中，1083代表上行經(jīng)過沙坡村。同一條公交線路上下行路線存在一定差異，本文選取上行數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

2.2 匹配站間時(shí)間和距離及速度計(jì)算

考慮到存在車輛到站沒有乘客刷卡的情況，則該站的站間平均速度等于相鄰兩站的平均速度。若該站只有一行刷卡數(shù)據(jù)，則該刷卡時(shí)間既是車輛到站時(shí)間，又是車輛離站時(shí)間。經(jīng)過重復(fù)篩選后存在兩列數(shù)據(jù)的，以本站首條刷卡時(shí)間與上站最后一條刷卡時(shí)間的差值作為站間運(yùn)行時(shí)間。

匹配的站間運(yùn)行時(shí)間和站間距離，并通過計(jì)算得到站間平均速度

3 公交運(yùn)行速度差異分析

選取西安市313路公交車為研究對(duì)象，該公交線路全長(zhǎng)25km，共48個(gè)站點(diǎn)，單程行車約75分鐘，其行車路線如圖1所示。

圖1 313路公交車運(yùn)行路線圖

通過對(duì)該條線路1個(gè)月內(nèi)的刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到每日不同時(shí)段的月平均刷卡次數(shù)，分別以半個(gè)小時(shí)9000次和4000次的刷卡次數(shù)作為高峰值和低峰值，得出7：30-9：00為早高峰期，18：00-18:30為晚高峰期，如圖2所示。

圖2 313路公交車月平均刷卡次數(shù)分布

分別求取兩個(gè)高峰時(shí)段內(nèi)該路的站間平均速度。結(jié)果如表2所示，該路線高峰期平均速度為16.74km/h，平峰期平均速度為23.49 km/h。

表2 313路公交線路高峰、平峰平均速度

該路公交在唐城賓館站到萬壽路站行程，平均速度主要分布在10-20km/h。當(dāng)車輛在城市道路上的平均速度小于20km/h、主干路小于15km/h，次干路小于10km/h時(shí)的路段被認(rèn)定為擁堵路段[3]，因此唐城賓館至萬壽路路段為擁擠路段，車輛在擁擠路段的運(yùn)行速度為擁擠速度。

車速概率分布是不同速度在該時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)度占該時(shí)段的比率。唐城賓館站到萬壽路站的速度及其對(duì)應(yīng)的時(shí)間如表3所示：

表3 速度和時(shí)間分布

由于30~80km/h所占時(shí)長(zhǎng)僅占總時(shí)長(zhǎng)的5%，將其并入20~30km/h區(qū)間內(nèi)。以速度的中位數(shù)代表該段速度，以時(shí)長(zhǎng)占總時(shí)長(zhǎng)的比率作為其出現(xiàn)的概率，則唐城賓館站到萬壽路站的擁堵速度分布如表3.4所示：

表4 擁堵速度及概率分布

4 結(jié)論

本文通過對(duì)城市公交IC刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，應(yīng)用matlab匹配公交站間時(shí)間與距離，計(jì)算出公交運(yùn)行站間平均速度，分析了城市常規(guī)公交在不同時(shí)段不同路段運(yùn)行的速度差異，并結(jié)合西安市313路公交線路進(jìn)行實(shí)例計(jì)算，得出公交運(yùn)行的擁堵速度及其概率分布，為提高城市公交服務(wù)水平及城市交通組織優(yōu)化提供一定參考。

[1] 左忠義,邵春福.城市公交優(yōu)先發(fā)展政策研究[J].綜合運(yùn)輸, 2012 (4):30-33.

[2] 徐文遠(yuǎn),鄧春瑤,劉寶義.基于公交IC卡數(shù)據(jù)的公交客流統(tǒng)計(jì)方法[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2013,26(5):158-163.

[3] 王妍穎,黃宇.基于大數(shù)據(jù)下的北京交通擁堵評(píng)價(jià)指標(biāo)分析[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2016,16(04):231-240.

Analysis of Bus Speed Difference Based on IC Card Data

Xu Fubo

（School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064）

This paper analyzes and processes the city bus IC card data, calculates the average speed between bus stations, and analyzes the difference between the running speed of bus No. 313 in Xi'an, and obtains the congestion speed and its proba -bility distribution for urban traffic. Organizational optimization provides certain reference data.

IC card data; speed difference; probability distribution

B

1671-7988(2018)16-94-02

U491

B

1671-7988(2018)16-94-02

CLC NO.: U491

徐福博，就讀于長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.034