[發明專利]一種基于IC卡數據的公交乘客候車時間范圍的預測方法有效

申請號：	201511021601.1	申請日：	2015-12-31
公開（公告）號：	CN105469602B	公開（公告）日：	2017-08-11
發明（設計）人：	馬曉磊;吳志海;于海洋;陳棟偉;劉從從	申請（專利權）人：	北京航空航天大學
主分類號：	G08G1/01	分類號：	G08G1/01
代理公司：	北京永創新實專利事務所11121	代理人：	趙文穎
地址：	100191***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于 ic 數據公交乘客候車時間范圍預測方法
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【權利要求書】：

1.一種基于IC卡數據的公交乘客候車時間范圍的預測方法，包括以下步驟：

步驟一，建立樣本集；

設定需要進行乘客候車時間范圍預測公交路線的車次，設需要進行乘客候車時間范圍預測的站點為第二目標站點，其前一站為第一目標站點，依次通過第一目標站點、第二目標站點的公交車分別為BusA和BusB；

獲取需要進行乘客候車時間范圍預測公交路線車次的公交IC卡歷史數據庫，對原始數據進行預處理，提取出含有車次標識、線路標識、站點標識、到站時間、日期、上車客流量、下車客流量的數據集；

對數據集進行處理：針對數據集，進行車次標識匹配，找出兩個目標站點車次標識不對應的數據，剔除其對應的數據，設s為兩個站點的距離，為平均速度，t是旅行時間，旅行時間是同一輛車在相鄰站點間的時間差，根據獲取平均速度，剔除平均速度超出國家規定公交車最高車速的數據；

經過上述的處理得到樣本集，設樣本集中樣本總數為N,將樣本集劃分為訓練集和測試集

步驟二，RVM建模及其參數標定；

確定RVM模型的輸入輸出變量；設輸入變量分別是BusA在第一個目標站點的上車人數x_i1、BusA在第一個目標站點的下車人數x_i2、BusB在第一個目標站點的上車人數x_i3、BusB在第一個目標站點的下車人數x_i4、BusA和BusB在第一個目標站點的車頭時距x_i5、BusA在第一個目標站點和第二目標站點的旅行時間x_i6；輸出變量為BusA和BusB在第二個目標站點的車頭時距y_i，其中i＝[1,2,…,N]，i指第i個樣本，第i個樣本的輸入對應第i樣本的輸出；其中，車頭時距指的是在同一車道上行駛的車輛隊列中，兩連續車輛車頭端部通過某一斷面的時間間隔，因此前后車在公交站點的車頭時距就是前后車到達該站點的時間差；

利用步驟一中得到的訓練集對RVM模型進行訓練，進行參數標定；

步驟三，預測BusA和BusB在第二個目標站點的車頭時距；

當給定一個新的輸入x^*，由RVM模型中的公式預測出相應的車頭時距，其中y^*為預測值，即前后車在該站點的時間間隔，實現乘客候車時間范圍的預測；μ為后驗均值權重矩陣；

由RVM模型中的公式得到正態分布的方差，并且在給定顯著水平為α得到關于預測公交到站時間的1-α置信區間，即得到公交乘客候車時間范圍，其中

通過查找t分布表得到，角標α/2代表t分布的α/2分位點，K為輸入變量的維度數目，K＝6；∑為協方差矩陣，σ_MP為噪聲所服從的正態分布中方差的最優值。

2.根據權利要求1所述的一種基于IC卡數據的公交乘客候車時間范圍的預測方法，所述步驟一中，到站時間標記方法為：設公交車在公交站點的上下車刷卡信息數據大于等于A，則將第一個刷卡信息作為公交車在公交站點的到站時間，否則，剔除此公交站點。

3.根據權利要求1所述的一種基于IC卡數據的公交乘客候車時間范圍的預測方法，所述步驟二中，參數標定具體為：

利用步驟一中得到的訓練集對RVM模型進行訓練，首先選擇核函數為徑向基RBF函數其中：x_i為輸入變量，x_i＝[x_i1,x_i2,x_i3,x_i4,x_i5,x_i6]，x_j是核函數中心，x_j＝[x_j1,x_j2,x_j3,x_j4,x_j5,x_j6]，j＝[1,2,…,N]，j表示第j個樣本，||x_i-x_j||²表示6維空間中任意兩點的歐氏距離，δ為函數的寬度參數，利用步驟一中的數據對該模型進行訓練，標定參數其中：μ為后驗均值權重矩陣，為設計矩陣的元素，∑為協方差矩陣，σ_MP為噪聲所服從的正態分布中方差的最優值。