一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法
【专利摘要】一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，包括如下步骤：(a)实时接收公交车辆上GPS设备上传的GPS实时数据和车辆到站信息数据；(b)成功获取到车辆GPS实时数据后，进行处理；(c)成功获取到车辆到站信息后，根据车辆到站信息中线路编号和运行方向从在线站点设备中找到要发送消息的站点设备，得到目标站点的最近车辆距离；通过获取线路设定时间运营时段相邻站间车辆运行速度的历史数据和今日数据，使用加权平均法估计当前时段线路下相邻站间车辆平均行驶速度，根据车辆到站点途径的各个站间距离和站间平均行驶速度，估算出各个站间行驶时间，共同预测出车辆到站时间。本发明预测距离较长、实时性良好、准确性良好。
【专利说明】一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能公交【技术领域】，尤其是一种公交车辆到站时间预测方法。
【背景技术】
[0002] 发展公共交通是缓解我国大城市交通拥挤的重要途径之一，提升公共交通服务水 平将会大大提升交通运行效率，站台电子站牌是现在运用最广的公共交通基础设备，能为 乘客及时的提供车辆到站信息，极大的方便了乘客的出行，随着我国城市化进程的不断加 快，公共交通的不断改善，公交站牌的数量日益增多，特别是正确发布到站预告信息对提升 公交服务质量非常重要。
[0003] 现有车辆定位技术中有基于CAN总线的公交车辆定位技术，基于ZigBee技术的公 交车辆定位技术和基于RFID的公交车辆定位技术以及使用GPS车载设备的定位技术。使 用CAN总线的公交车辆定位技术和RFID的公交车辆定位技术都不能实现长距离定位。
[0004] 车辆到站信息准确度取决于公交GPS车载设备GPS信号，GPS信号受到天气、环境 以及信号干扰等因素的影响，在高楼林立，有桥梁或者是乡村环境下使用时，GPS定位信号 容易出现漂移或者是掉线的情况，容易照成一段时间定位不准确，影响到站信息的计算。
[0005] 车辆到站信息准确度取决于公交车是否存在偏离线路的情况。
[0006] 目前大多数车辆到站预测方法只能预测车辆到达站点时距离目标站点的距离和 时间，不能实时预测车辆距离目标站点的距离和时间。而且在预测时间方面一般采用距离 除以固定的速度，或者采用时刻表预报方法，这两种预报方法都受到道路交通的情况和天 气环境的影响，不能准确的估计车辆在不同路段不同环境下的到站时间。
[0007] 目前各地公共交通普遍提供了车辆到站信息提示，但是都有存在到站信息偏差、 预测距离短等情况出现，而且随着站台、车辆规模不断增大，计算量变得越来越巨大。一个 高效、准确的算法能够为乘客提供实时准确的车辆到站信息，大大提升公共交通服务质量。
【发明内容】
[0008] 为了克服已有公交车辆到站时间预测方法的预测距离较短、实时性较差、准确性 较差的不足，本发明提供了一种预测距离较长、实时性良好、准确性良好的基于历史数据的 公交车辆到站时间预测方法。
[0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0010] 一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，包括如下步骤：
[0011] (a)实时接收公交车辆上GPS设备上传的GPS实时数据和车辆到站信息数据；
[0012] (b)成功获取到车辆GPS实时数据后，对所述车辆GPS实时数据进行处理，对车辆 实时数据处理包括以下步骤：加载关系数据，从数据库加载站线关联数据、车线关联数据、 线路站点站间距离、站台工控机关联数据和各线路下车辆历史平均速度到设备管理服务器 内存中；建立一个全局静态的车辆到站信息维护列表，用于保存所有线路下车辆GPS定位 信息，便于查找距离站点最近车辆；把实时接收到的车辆GPS信息根据车辆到站信息维护 列表中的索引快速更新到车辆到站信息维护列表，同时清除时间过长没有更新的车辆到站 数据；
[0013] (c)成功获取到车辆到站信息后，根据车辆到站信息中线路编号和运行方向从在 线站点设备中找到要发送消息的站点设备，通过车辆到站信息维护列表查找到距离目标站 点最近的车辆GPS数据，得到目标站点的最近车辆距离；
[0014] 通过获取线路设定时间运营时段相邻站间车辆运行速度的历史数据和今日数据， 使用加权平均法估计当前时段线路下相邻站间车辆平均行驶速度，根据车辆到站点途径的 各个站间距离和站间平均行驶速度，估算出各个站间行驶时间，共同预测出车辆到站时间。
[0015] 进一步，所述步骤（c)中，在成功获取到车辆到站数据后，会通过该车辆当前线路 前一站到站时间和当前站到站时间的时间差和站间距计算该车辆当前线路上一站到当前 站平均速度，并将该车辆当前线路下上一站到当前站的平均速度存入数据库，数据库每天 通过job定时计算当天各线路各时段相邻站间车辆的平均速度，并存库。
[0016] 再进一步，所述步骤（c)中，所述车辆到站时间的预测公式为：
【权利要求】
1. 一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征在于：包括如下步骤： (a) 实时接收公交车辆上GPS设备上传的GPS实时数据和车辆到站信息数据； (b) 成功获取到车辆GPS实时数据后，对所述车辆GPS实时数据进行处理，对车辆实时 数据处理包括以下步骤：加载关系数据，从数据库加载站线关联数据、车线关联数据、线路 站点站间距离、站台工控机关联数据和各线路下车辆历史平均速度到设备管理服务器内存 中；建立一个全局静态的车辆到站信息维护列表，用于保存所有线路下车辆GPS定位信息， 便于查找距离站点最近车辆；把实时接收到的车辆GPS信息根据车辆到站信息维护列表中 的索引快速更新到车辆到站信息维护列表，同时清除时间过长没有更新的车辆到站数据； (c) 成功获取到车辆到站信息后，根据车辆到站信息中线路编号和运行方向从在线站 点设备中找到要发送消息的站点设备，通过车辆到站信息维护列表查找到距离目标站点最 近的车辆GPS数据，得到目标站点的最近车辆距离； 通过获取线路设定时间运营时段相邻站间车辆运行速度的历史数据和今日数据，使用 加权平均法估计当前时段线路下相邻站间车辆平均行驶速度，根据车辆到站点途径的各个 站间距离和站间平均行驶速度，估算出各个站间行驶时间，共同预测出车辆到站时间。
2. 如权利要求1所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征在 于：所述步骤（c)中，在成功获取到车辆到站数据后，会通过该车辆当前线路前一站到站时 间和当前站到站时间的时间差和站间距计算该车辆当前线路上一站到当前站平均速度，并 将该车辆当前线路下上一站到当前站的平均速度存入数据库，数据库每天通过job定时计 算当天各线路各时段相邻站间车辆的平均速度，并存库。
3. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：所述步骤（c)中，所述车辆到站时间的预测公式为：
其中Q表示第i-Ι站到第i站的距离； η表不目标站的序号； 1表示该车辆和下一站之间的距离； t表示到车辆下一站的序号； Si表示第i-Ι站到第i站的平均速度。
4. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：用于计算相邻下站车辆平均速度的加权平均法，其公式为：
式中： Yn+1--预测平均速度 Yi--第i天个相邻实际平均速度； xi--第i天的权数，各个权数的和等于1 ; η--历史数据总天数。
5. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：所述预测方法还包括以下步骤：（d)通过计算得到车辆到站距离、时间和线路车辆位 置后，发送到设备管理服务器设备连接列表中相应的电子站牌和电子站节牌上显示。
6. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：所述步骤（a)中，在接收到车辆GPS实时数据后有如下处理步骤 ： 获取车辆GPS实时数据中运营状态，判断GPS实时数据是否运营数据； 若判断结果为运营，则判断车辆到站信息维护列表中是否包含车辆GPS数据中的线路 编号； 若判断结果为包含，则判断GPS实时数据的坐标是否有漂移的情况； 若判断结果为否，则将车辆实时数据中的车辆实时速度纳入计算当前线路相邻站间平 均速度，更新线路各个时段相邻站间车辆运行速度到数据库并存入数据库，然后判断车辆 到站信息维护列表中该车辆GPS实时数据线路下是否包含该车辆GPS实时数据中的车辆； 若判断结果为包含，则更新车辆到站信息维护列表中该线路下车辆的GPS实时信息； 若判断结果为不包含，则在车辆到站信息维护列表下添加一条。
7. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：步骤（a)中公交车辆GPS车载设备每隔一段时间发送车辆GPS实时数据；在GPS车载 设备检测到车辆到达站或者离站时，GPS车载设备会发送车辆到站数据。
8. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：步骤（c)中计算车辆到站最短距离的步骤包括： 遍历车辆到站信息维护列表中车辆GPS信息； 判断车辆GPS信息的运行方向和车辆运行方向是否相同； 如果相同，则判断车辆GPS信息的下一站序号是否小于当前站点序号， 如果小于，则通过车辆到站距离算法得出车辆到站距离，其中车辆到站最短距离算法
其中Q表示第i-Ι站到第i站的距离； η表不目标站的序号； 1表示该车辆和下一站之间的距离。
9. 如权利要求1或2所述的一种基于历史数据的公交车辆到站时间预测方法，其特征 在于：所述车辆GPS实时数据包括：车号、线路编号、设备编号、下站序号、车辆经度、车辆纬 度、时间、运营状态、运行方向、上一站点编号、下一站点编号、停站状态和车辆实时速度；所 述车辆到站数据包括：车号、线路编号、设备编号、下站序号、车辆经度车辆纬度、时间、运营 状态、运行方向、站点编号、进站出站状态和车辆实时速度。
【文档编号】G08G1/00GK104064024SQ201410284740
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】周楠, 徐建军, 张华波, 邵小华, 张书浆, 张国根, 王雷, 王辉 申请人:银江股份有限公司