[發明專利]城市公交線網脆弱點識別方法、裝置、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110535061.8
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113255979B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 薄坤;楊正;李旭;母雪藝
• 申請（專利權）人: 上海曠途科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26;G06Q50/30;G06F30/18
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊國瑞

1.一種城市公交線網脆弱點識別方法，其特征在于，包括:

獲取城市公交線網的公交拓撲網絡數據和在城市公共安全事件發生時記錄的且所有公交車線路的車輛運行數據和客流采集數據，其中，所述公交拓撲網絡數據包含有公交站點集合、公交站間線路集合和公交車線路集合，所述公交站點集合包含有所述城市公交線網中的所有公交站點，所述公交站間線路集合包含有所述城市公交線網中所有在公交站點對之間存在的公交站間線路，所述公交車線路集合包含有所述城市公交線網中的所有公交車線路；

根據所述公交拓撲網絡數據，計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的站點度中心性指標值和站點介數中心性指標值以及所述公交站間線路集合中各段公交站間線路的區間介數中心性指標值，其中，所述站點度中心性指標值用于表征對應公交站點與其它公交站點的關聯程度及對應公交站點在周圍相鄰區域的區位重要程度，所述站點介數中心性指標值用于表征所有公交站點對之間的最短公交路徑經過對應公交站點的次數多寡程度，所述區間介數中心性指標值用于表征所有經過對應公交站間線路的最短公交路徑條數占總最短公交路徑條數的比例大小程度；

根據所述公交拓撲網絡數據，計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的站點度中心性指標值和站點介數中心性指標值以及所述公交站間線路集合中各段公交站間線路的區間介數中心性指標值，包括：按照如下公式計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的站點度中心性指標值：

式中，i和j分別表示正整數，DC_i表示所述公交站點集合中第i個公交站點的站點度中心性指標值，N表示所述公交站點集合中的公交站點數目，a_ij表示在所述第i個公交站點與所述公交站點集合中第j個公交站點之間是否存在公交站間線路的邏輯值；按照如下公式計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的站點介數中心性指標值：

式中，i、j和k分別表示正整數，BC_k表示所述公交站點集合中第k個公交站點的站點介數中心性指標值，N表示所述公交站點集合中的公交站點數目，δ_ij表示經過所述第i個公交站點和所述公交站點集合中第j個公交站點的最短公交路徑條數，表示經過所述第i個公交站點和所述第j個公交站點的且經過所述第k個公交站點的最短公交路徑條數；按照如下公式計算得到所述公交站間線路集合中各段公交站間線路的區間介數中心性指標值：

式中，i、j和x分別表示正整數，BC_x表示所述公交站間線路集合中第x段公交站間線路的區間介數中心性指標值，M表示所述公交站點集合中所有公交站點對的最短公交路徑總條數，N表示所述公交站點集合中的公交站點總數，表示經過所述公交站點集合中第i個公交站點和第j個公交站點的公交車線路總數，表示在經過所述第i個公交站點和所述第j個公交站點的所有公交車線路中經過所述第x段公交站間線路的公交車線路總數；

根據所述公交拓撲網絡數據，計算得到所述城市公交線網的公交線網有效性指標值，其中，所述公交線網有效性指標值用于表征所述城市公交線網中所有公交站點對之間客流傳輸效率的平均值大小程度；

根據所述公交拓撲網絡數據，計算得到所述城市公交線網的公交線網有效性指標值，包括：根據所述公交拓撲網絡數據，獲取所述公交站點集合中所有公交站點對的最短公交路徑條數；按照如下公式計算得到所述城市公交線網的公交線網有效性指標值E_ff：

式中，i和j分別表示正整數，N表示所述公交站點集合中的公交站點總數，d_ij表示經過所述公交站點集合中第i個公交站點和第j個公交站點的最短公交路徑條數；

根據所述公交拓撲網絡數據和所述客流采集數據，計算得到所述公交站點集合中各個公交站點在城市公共安全事件影響時段內的客流OD站點度指標值和所述公交站間線路集合中各段公交站間線路在城市公共安全事件影響時段內的客流OD區間介數指標值，其中，所述客流OD站點度指標值用于表征對應公交站點的重要性在所述城市公共安全事件發生時受乘客出行選擇行為影響的大小程度，所述客流OD區間介數指標值用于表征對應公交站間線路的重要性在所述城市公共安全事件發生時受乘客出行選擇行為影響的大小程度；

根據所述公交拓撲網絡數據和所述客流采集數據，計算得到所述公交站點集合中各個公交站點在城市公共安全事件影響時段內的客流OD站點度指標值和所述公交站間線路集合中各段公交站間線路在城市公共安全事件影響時段內的客流OD區間介數指標值，包括：按照如下公式計算得到所述公交站點集合中各個公交站點在所述城市公共安全事件影響時段內的客流OD站點度指標值：

式中，i、j、p和q分別表示正整數，表示所述公交站點集合中第i個公交站點在所述城市公共安全事件影響時段內的客流OD站點度指標值，N表示所述公交站點集合中的公交站點總數，I_i表示所述第i個公交站點的效能指標值，I_j表示所述公交站點集合中第j個公交站點的效能指標值，w_ij表示在所述城市公共安全事件影響時段內的且在與所述第i個公交站點和所述第j個公交站點對應的公交站間線路上的客流量，表示所述第j個公交站點的節點度，表示所述公交站點集合中所有公交站點的節點度平均值，d_ip表示經過所述第i個公交站點和所述公交站點集合中第p個公交站點的最短公交路徑條數，d_jq表示經過所述第j個公交站點和所述公交站點集合中第q個公交站點的最短公交路徑條數；按照如下公式計算得到所述公交站間線路集合中各段公交站間線路在所述城市公共安全事件影響時段內的客流OD區間介數指標值：

式中，i、j和k分別表示正整數，e_k表示所述公交站間線路集合中經過所述公交站點集合中第k個公交站點的公交站間線路，表示公交站間線路e_k在所述城市公共安全事件影響時段內的客流OD區間介數指標值，N表示所述公交站點集合中的公交站點總數，l_ij表示經過所述公交站點集合中第i個公交站點和第j個公交站點的公交車線路，δ^OD(l_ij,e_k)表示公交車線路l_ij在所述城市公共安全事件影響時段內經過所述公交站間線路e_k的客流量，表示所述公交車線路集合中所有公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內經過所述第k個公交站點的客流量；

根據所述公交拓撲網絡數據和所述客流采集數據，計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的乘客站點換乘度指標值，其中，所述乘客站點換乘度指標值用于表征對應公交站點在所述城市公共安全事件發生時換乘客流數量與上下客流數量的比例大小程度；

根據所述公交拓撲網絡數據和所述客流采集數據，計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的乘客站點換乘度指標值，包括：將所述客流采集數據導入宏觀交通仿真軟件TransCAD，仿真得到所述公交站點集合中各個公交站點在城市公共安全事件影響時段內的下車人次、上車人次、下車換乘人次和上車換乘人次；按照如下公式計算得到所述公交站點集合中各個公交站點的乘客站點換乘度指標值：

式中，i表示正整數，TranS_i表示所述公交站點集合中第i個公交站點的乘客站點換乘度指標值，TP_i^A表示所述第i個公交站點在所述城市公共安全事件影響時段內的下車換乘人次，TP_i^B表示所述第i個公交站點在所述城市公共安全事件影響時段內的上車換乘人次，P_i^A表示所述第i個公交站點在所述城市公共安全事件影響時段內的下車人次，P_i^B表示所述第i個公交站點在所述城市公共安全事件影響時段內的上車人次；

根據所述公交拓撲網絡數據和所述車輛運行數據，計算得到所述公交車線路集合中各條公交車線路的車輛中心性指標值，其中，所述車輛中心性指標值用于表征對應公交車線路在所述城市公共安全事件發生時運行的實際發車間隔與期望發車間隔的偏離大小程度；

根據所述公交拓撲網絡數據和所述車輛運行數據，計算得到所述公交車線路集合中各條公交車線路的車輛中心性指標值，包括：根據所述車輛運行數據，提取出所述公交車線路集合中各條公交車線路在城市公共安全事件影響時段內的計劃發車間隔、備車數量和在對應各段公交站間線路上的平均行程車速；按照如下公式計算得到所述公交車線路集合中各條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的實際發車間隔值；

式中，s、x和y分別表示正整數，表示所述公交車線路集合中第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的實際發車間隔值，T_s表示所述第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的周轉時長，K_s表示所述第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的備車數量，X^u表示所述第s條公交車線路的上行公交站間線路總段數，表示所述第s條公交車線路在第x段上行公交站間線路上的路程，表示所述第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的且在第x段上行公交站間線路上的平均行程車速，Y^u表示所述第s條公交車線路的下行公交站間線路總段數，表示所述第s條公交車線路在第y段下行公交站間線路上的路程，表示所述第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的且在第y段下行公交站間線路上的平均行程車速；按照如下公式計算得到所述公交車線路集合中各條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的車輛中心性指標值：

式中，s表示正整數，VBC_s表示所述公交車線路集合中第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的車輛中心性指標值，表示所述第s條公交車線路在所述城市公共安全事件影響時段內的計劃發車間隔；

在站點度中心性指標、站點介數中心性指標、區間介數中心性指標、公交線網有效性指標、客流OD站點度指標、客流OD區間介數指標、乘客站點換乘度指標和車輛中心性指標上，分別根據對應的指標值與預設指標閾值的比較結果，判斷目標對象是否為所述城市公交線網中的脆弱點，其中，所述目標對象包含有所述城市公交線網、所述公交站點集合中各個公交站點、所述公交站間線路集合中的各段公交站間線路和所述公交車線路集合中的各條公交車線路。