基于GPS数据的公交廊道行程时间可靠性评估模型研究

作     者：白伊杨 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张文会

授予年度：2023年

学科分类：081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0811[工学-控制科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：GPS数据 地图匹配 公交廊道 行程时间可靠性 评估模型 

摘      要：为客观掌握公交廊道的资源效果和服务水平,本文依托于常规公交车辆GPS数据,以行程时间为核心,建立了公交廊道行程时间可靠性模型,并对所提出的行程时间可靠性模型进行了验证。在此基础上,对公交廊道行程时间可靠性进行了估测,识别出其运行服务相对薄弱的路段,为改善公交廊道的运行状况和服务效果提供理论支持。本文先通过分析常规公交GPS数据的组成结构,筛除错误数据并提取有效数据,包括经纬度坐标、采集时间、车辆ID等信息;借助采样间隔核密度概率分布图对数据的采样间隔进行了统计,并对数据可行性及可靠性进行了验证;同时,提出了基于KDTree最近邻查询的地图匹配算法以及行程时间提取方法。通过分析行程时间的影响因素,从时间与空间两个维度描述了公交廊道行程时间的波动性;基于实测数据分别选取了威布尔分布、对数正态分布、伽玛分布以及正态分布四种概率分布模型,对公交廊道行程时间进行拟合;结果表明对数正态分布拟合效果最佳,故建立对数正态行程时间概率分布模型,并对该模型进行了参数求解和模型检验。基于行程时间可靠性定义,将公交廊道行程时间阈值和服务水平相结合,通过比较单位长度行程时间累积百分位曲线的斜率,选择斜率突变较大的分位点所对应的行程时间阈值作为公交廊道服务水平等级划分的边界值,从而建立了基于对数正态分布的公交廊道行程时间可靠性评价模型;并从概率评价模型,数理统计评价指标和TTI评价指标综合评估公交廊道行程时间可靠性。以哈尔滨市南直路公交廊道为案例进行分析,利用行程时间经验累积分布曲线验证了基于对数正态分布行程时间可靠性评估模型的准确性;并基于哈尔滨市84路常规公交车辆GPS数据,从概率型指标、数理统计指标和TTI指标对公交廊道和非廊道段的行程时间可靠性进行了综合评估,识别公交廊道运行的敏感路段。