[發明專利]一種城市公交多源數據時間誤差消除方法

有效

• 申請號: 201810094927.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108491932B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 翁小雄;張鵬飛;劉永鑫
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06N5/04
• 分類號: G06N5/04;G08G1/01
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明提供了一種城市公交多源數據時間誤差消除方法，通過數據處理手段自動校正車輛自動報站系統(AVL)數據以及乘客刷卡(AFC)數據間存在的時間同步誤差，該方法提取每一輛車的AVL數據與AFC數據，分別延拓為兩路離散時間信號序列，在用戶設定的時間誤差搜索范圍內求取兩信號序列的時域互相關序列，提取取互相關極大值時對應的時間推移量，即為時間誤差的實際值；本發明同時提供了一種輸入數據的無損壓縮方案，保證識別精度的前提下極大地提高了處理效率。本方法不需要對現有公交車載數據采集系統進行升級改進，且計算精度可控，有效提升了城市公交客流時空分布特征研究的數據有效性。

技術領域

本發明涉及智能化公共交通技術領域，更具體地說，涉及一種城市公交多源數據時間誤差消除方法。

背景技術

城市公交客流數據分析中，將AFC中的乘客刷卡數據與AVL中的車輛停站數據進行時間關聯，推斷乘客上車站點是其中第一步也是最重要的步驟，該步驟準確與否直接決定了后續步驟(如：下車站點推斷、客流規律分析)的準確性。

基于時間關聯的推斷算法在實際應用過程中常常由于AFC與AVL兩大系統時間不同步而錯誤推斷乘客的上車站點,導致得到錯誤的乘客出行軌跡,無法滿足實際應用需求。其中最常用的誤差消除方法是通過GPS衛星時鐘對AFC與AVL兩系統進行時間同步校準。但該方法需要對每一輛公交運輸車輛的設備進行改造，成本高昂，也無法校正已有數據中兩數據源的時間偏差。

目前，已有的公交乘客上車站點推斷方法按照基本原理可以分為兩類：概率推斷法、直接推斷法。

概率推斷法通過建立馬可夫模型或貝葉斯概率推斷模型，尋找使后驗概率取得極大值的站點。但該方法存在明顯的缺陷，公交車輛在兩站點對間的行程時間會受到道路條件、車流量、駕駛員狀態、能見度等因素的疊加影響，并不總是服從高斯分布，得到的模型存在偏差。直接推斷法采用一定的時間閾值將乘客與AVL數據源中的車輛報站時刻進行時間關聯，將AVL報站數據中與刷卡時刻最接近且滿足時間閾值限制的站點推斷為上車站點。該方法簡單、易于實現，能夠準確、唯一確定每一名乘客的上車站點。但該方法適用前提是AFC乘客刷卡與AVL自動報站系統間的時間誤差已知且為恒定值。若兩系統間存在未知時間誤差，則無法得到上車站點或直接得到錯誤的上車站點。

綜上，為提升城市公交客流時空分布特征研究的數據有可信度，并發揮海量歷史數據的研究價值，需研發一種不依賴硬件設備且能夠快速自適應的校準公交系統多源數據時間誤差的計算方法。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種城市公交多源數據時間誤差消除方法。該方法充分利用城市公交AVL數據及AFC數據延拓形成離散時間信號序列，通過極大化互相關序列求取AVL數據及AFC數據的時間誤差，有利于后續對城市公交系統乘客時空特征進行數據挖掘和特征分析。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明一種城市公交多源數據時間誤差消除方法，包括以下步驟：

S1、對每輛車的每一趟行駛，提取其所有乘客上車刷卡時刻，并按照時間先后排序，所述每一趟行駛定義為從起點站到終點站；

S2、通過跟車調查或歷史數據獲得相鄰乘客刷卡時間間隔分布，定義為刷卡間隔分布；通過AVL報站數據得到城市公交相鄰站點間行車時間分布，定義站間行程時間分布，定義兩分布眾數的均值為乘客刷卡數據時間分割閾值為ε,將相鄰時間間隔小于ε的刷卡記錄歸為同一上車站點，即可將同一輛車同方向各站點的乘客刷卡數據分離；

S3、提取數據分離后每個站點的第一個刷卡記錄形成有序代表集C_R，由C_R中的離散時間戳形成二進制時間序列

S4、提取與C_R對應的車輛進站時刻集合T_VR，按照步驟S3的方法形成二進制時間序列