（交通运输规划与管理专业论文）公交IC卡通勤乘客OD确定方法研究.pdf

接簧 摘要 茸魏我国城帮公共交邂服务农平低，嵩蟪孵段城市遇勤出行方式多榉，客漉大量集中，造成交邂 拥堵严黧。近几年，公交j c 卡在国内许多城市广泛应用，它不仅方便了乘客，也掇供了一种新的采集 乘客出抒信息豹手段。本文以公交l c 卡数摄为基础，遁过数搬控握技术研究公交l c 卡遗勤乘客o d 的确定方法，为公交线嘲和运营调麋的优化掇供数据支持。 本文结合通勤乘客出行特征，对公交i c 卡乘客出行数据进行分析，确定通勤莱客；在j 嗽基础上谚 究公交车辆理想运行状态和实际运行状态下通勤乘客上车站点的确定方法。在理想运行状态下，公交 车辆到达各个站点的时间是确定的，利用乘客上车刷卡时间与公交车辆到达相应站点时闻的准确的双 髦关系得到通勤莱客上车站点；在实际运行状态下，公交车辆剿遮各个站点的时弼是不确定的，本文 将线路棚邻站点食并成站点区段，以通勤乘客上车时阅与车辆起点站发苹时间的蓑值以及通勤乘客上 车对闻岛车辆到达终点蛞甜简差值为聚类因予，采用聚类分析法将通勤桊客分为不同的类，通过遗勤 乘客分类结果与站点区段的匹配关系确定道勤乘客上率站点区段并基予通勤乘鬻往返出行起讫点相 互对应的特点确定通勤乘客豹下车站点区段，获而褥期单个遁舫乘客静o d ，迸一步通过统计分薪方 法确定线路的通勤乘客o d 。 由于现获车辆实际运行环境复杂，乘客土车站点嚣段确定蠢法有待谶一步研究，珑着公交优先及 智能化的发展，数据信息之间的传递。将有利于该研究的进展 关夔谣：遥勤乘客公雯l c 卡聚类分辑始赢嚣段o d a b s t r a c t a b s t r a c t a t p r e s e n t , t h ep u b l i c t r a n s i ts e r v i c e l e v e l i s l o w , a n da t p e a k l i m ea l a r g ea m o r a n t o f c o m m u t e r s m u s t e r a n dt h ew a yt h e yt r a v e li sv a r i o u s , s ot h a tu r b a nr o a dc o n g e s t b a d l y r e c e n t l yp u b l i ct r a n s i ti ch a sb e e nu s e d w i d e l yi nm a n yc i t i e s i ti sn o to n l yc o n v e n i e n tt op a s s e n g e r s , h a sa l s op r o v i d e do 丑en e 臀w a yo fa c q u i r i n g p a s s e n g e rg o i n g - o u ti n f o r m a t i o n o nt h eb a s i so ft h eb u si cd a t a , t h i st h e s i ss t u d i e sh o wt oc o n 矗n nt h eb u s i cc o l a r a u t e r o d 。t h e ns u p p l yt h ed a t af o rl m b l i et r a n s i tp l a n n i n ga n dr u m a i n g , s oi m p r o v ep u b l i cl a m i t s e r v i c el e v e l t h i st h e s i sb a s e do nt h ec o m m u t e r t r a v e l i n gm a n n e r , a n a l y s e 悠p a s s e n g e rh 嘴i cd a t a , t h e ng e t st h e c o n l m u t l # r , 1 kn e x ts t u d i e st h ec o m m u t e r sg e t t i n go ns t a t i o n sa b o u tb u st a n n i n go nt h ei d e a la n dt h ef a c t u a l s i t u a t i o n s o nt h ei d e a lr t l m 曲gs i t u a t i o n , t h e 妇o fb u s 黻哦r i n ge v e r ys t a t i o ni sc e r t a i n ，t h e nm a t c h i n gt h e p a s s e n g e r g e t t i n g o n t i m e w i t h t h e b u sa r r i v i n g t i m e t h es a m e s t a t i o n ，g e t s t h e c o m m u t e r s g e t t i n 9 0 1 1s t a t i o n o - t h ef a c t u a ls i t u a t i o n ，t h et i m eo fb u sa r r i v i n ge v e r ys t a t i o ni su n c e r t a i n ，s ot h i st h e s i sm e r g e st h ea d j a c e n t s t a t i o n s i , , t o 柏es t a t i o i t s e c t i o n , t h e i n t e r v a l o f t h e t i m e o f e o n m m t e r g e t t i n g o n w i t h t h e t i m e o f l m s e a , i n g t h ef i r s ts t a t i o n , a n dt h ei n t e r v a lo ft h et i mo fc o m m u t e rg e t t i n go nw i t ht h et i m eo fb u sa r r i v i n gt h el a s t s t a t i o na st h ee l m t e r i n gg e l l c s , u s e s 龇e l m t e r i n ga n a l y s i sa n dc l a s s i f i e st h ee o m m u t c lm a t c h i n gt h e o 啪砌u t 汀sd 副；潲w i t ht h es t a t i o ns t 州o ng r o u p s , g e t st h ee o l l l i n t l t t e r $ g e t t i n go ns t a t i o ns e c t i o n b a s e do n t h ec o m m u t e r sl r a v e l i n gm a n n e r , g e t st h ec o l l l m l l l h $ g e t t i n gd o w ns t a t i o ns e c t i o n , s og e t s 雠s e p a r a t e c o l l l n l u t l e l r $ 0 d a tl a s tu s i n gt h es t a l i s t i e a la n a l y s i s 。删缸m st h er o a de o m m a u t e r so i ) 缸除c o m p l e xn l n n i n gs i t u a t i o n , t h ew a yo f 蠢翻她p a s s e n g e rs l a t i o ns e c t i o ng e t t i n go i lw i l l 酶 s t u d i e dd e e p l yi nt h ef u t u r e w i t ht h ed e v e l o p i n go fp r i o r i t yo fp u b l i ct r a n s i ta n di n t e l l i g e m , a n dd a t at r a n s i t f r o m 锄e 1 0 0 l a e ，w i u a c c e l e r a t e t h i s 戥爆嚣鞋k l k e y w o r d s ：c o m l m l t 翻r b u si c c l u s t e r i n ga n a l y s i s s t a t i o ns d o no d 妊 东南大学学僚论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 残莱。尽我掰翔，藩了文中特麓热滚檬注帮致滗靛逡方耱，论文串不惫禽箕德入e 经茇 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作韵同忿对本研究所傲的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名：j 沁e t期：础呜哆矿 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所邀交学位论文的 复露佟藕电子文耧，胃戳采用彩印、缩窜或其德复裁手段保存论文。本入电子文档的肉 容和纸质论文的内容捆一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括嗣登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括翻登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名牝导师签名越日期：捌 第一章缝 幺 1 。1 研究背景 第一章绪论 随祷城市经济的发膨，机动化水平越来越高，城市有效道路资源的供应量，涎远赶不上城市机动 车快速增长带来的交通需求，尤其楚高峰甜瑕通勤客流集中，公交分担率低，造成交通供求矛盾丑蔬 突出，交通拥堵严重，给城市出行衡造成缀大困难。昂晚高峰时段，通勤出行者佧为城市点要的出杼 客流，萁出行方式的选择决定了城市主导交通方式，然而目前姐于禳多城市公交服务水平低下。通勤 乘客采用的交通方式多样，造成有效的道路资源不能被合理利用，供求矛盾突出。因此r 含理解决城 市裔峰辩段交逶拥堵闷蘧，关键楚解决通勤乘客鲍出行蠲题。妊须逶过采用大容爨的公共交通方式， 优先大力发展公拱交通，提高公交的服务水平，引导更多的居民选择公变出行，从而达到赢效利用城 索道路资源，缓獬城市交通翔堵豹秘静。 目前，城市公共交通对居民出行吸引力小，在城市交通总出行中的比重低。糍对乘客谶行公交阔 篱调壹孵，大多雏客反绞“公交蠢褥不经”，。不准时8 ，。羧乘次数多”，跌这几点哥毅看出强髓 城市公交存在的点要问题在于公交线网布局不合理，密度低，率辆动态遮能配置不合理等。为了大力 发震公菇交遥，谴更多妻孽入乘坐公交鑫簿，鬟要静楚s 导潜在客流，鄂逡勤出移者。逶赣黥 亍者捧为 城市客流的主体，有一定的出行规律，因此全面掌握通勤乘客的出行特征及线路客流量通勤大小，为 合理富簸蘧进簿城枣公共突透线爨溉翅、线路运营璃发，挺雾毛霹靠熬袋攒，骰爨辩学决策。 当前进行城市公交规划时常采用公交线路跟车调森，调查的内容多，且详细，由于公变线路多， 班次多，站点多，客流量藏鞋闯的燮豫纛交缳，坟能糖撵集孛调查。其次，裹峰露段上下客入数较多， 调查工作难度犬，造成调赢数据韵可靠性低。该过程涉及面广，非常繁琐，耗费火量的人力、财力， 数据您理筏费拜重阕长，照理结果误差大。该方法针对所有客流( 遥勤零 遵数) 翦调查，斑手实黪撵 作困难，不能具体到调查缳一位乘客的出行情况。因此要想了解更全面、更具体的乘客出彳亍信息，仅 靠人工调查是不可行的，必须采羯先进的数据采集方法，增大采集数据爨，提高数据质量。 随着公交辩卡在许多城市的使用，公交l c 卡系统不仅方便乘客上筚，同时也采集了火董的每天 乘客出圣亍信息。避过数攒挖掘技术，对i c 卡采集弼的数据进行预处理，分析数据乏闻的关系，并结会 公交遥营时间袭，可以我如通勤黎客，在此蒺础上分拼通勤乘客的出行o d 本文充分利用公交l c 卡提供的大量乘裙出行数据信息，以“公交i c 卡通勤浆客出行o d 确定方 法研究”为瑟，采用数搭挖掘技术，结合遵勤乘客的出行特征，得到逶勤乘客出行o d ，为城市公交 线网优化提供基础资料，辅助公交管理者提供运营调度依据 东南丈学联士学位论文 1 2 公交i c 卡数据分析方法可行性 1 0 1 麓传统方法的比较 ( 1 ) 人工调查方法 国内在公交规划中仍然使用人工调查方法作为数据采集的主要方法。 j 衷种方法主要包括网项调查： 居民出彳亍调查、公交问询调查、公交随车客流调查、公交站点客流调查。其中居民出行调凌和公交目 询调查翻的是获墩居民公交出行的特征，公交随车客流调查和公交始点客流调查翻的是获墩公交线路 及站点客流信息。组织这样一个调赢，通常褥要组织上百名的调查员，印制数万份的调查袭格，调豢 前期还需要对调查员进行臻堋，并对居民傲充分的宣僚。 人王调查的结果受到调查员的水平、居民参与的积极性、袭格的回收率、意， 事件等多方因素的 影璃。并且这种方法只能德到城市天鹩公燮瑶行信息，这些信悫不能律现城市公定出行的长期交纯， 也不能体现特殊事件时的臌民公交出行行为( 例如特殊天气、盛大节日等) 。可以看到人工调查方法耗 费巨大瓣入力秘力，丽调凝结采却 琵难这鬟瓣怨效果，所得数攒不能动悫反映虢帮公交出错的长期变 化趋势 ( 2 ) 公交羚信纛分析方法 公交i c 信息分析方法是运用计算机程序对公交i c 信息数据库进行数据分析，赢接得到城市公交 壅霉信悫。与入互调查方法i t ；较，遮秘方法省去了设诗诱奎方案、发放溺套表格、回4 5 汲录入调查数 据等采集数据的环节，公交i c 数据采集是在乘客上车捌卡的同时完成的。 公交耗藉意分辑霹骧褥蔓| 虢赘过去任何天戆公交叁霉数据，由予公交l c 专嫠意静采集过程受 到人为影响因素很小，所采集的数据真实可靠，可准确反映城市公交出符的时间空间分布特征。该方 法努辑结果鲍准凑性与赫豢公交配卡静捷羽攀鞋及数据势辑雾法耜关。键是薅着公交事韭豹发曩，公 交i c 卡的使用越来越多。数据挖掘技术也日靛进步。京们对方法精度的影响将越来越小袭1 1 比较 了嚣静方法在数攥采集戆方式、采集戆羲撂，努辑方滚，势参 绩暴等方瓣戆蚕圜； 表1 1 公交信息采集方法的比较 毙较选矮 天王调壹 公交 c 卡蓿患分析 过程包描；设计调查方案、发放调查表格、 表罄强载及数捶录入。车载终媾记录蛰变秘卡羲撰，形成公交k 数撼 聚集方式 调查包括：居民出行调查，公交阀询调蠢，仓库 蓬车客流诱奎、站煮客流调查。 人工完成，费时费力公交i c 卡系统自动形成 所膏使用公交托卡静公交乘客每次捌卡数据 调查e l ，被调查线路及站点客流数据；调查 包括；乘客卡号，线路号，蒯卡日期、刷卡时剡、 巢燕瓣数据丑，被谰蠢器琵瓣斑行馈嚣 车辆代号等 仅能采集调查日当日数据包含过去任意一目数据。 分析方法 工整壤浸入数据痒，计算祝统计分析。计髯巍统计分析，可运用数据挖掘 2 第一章缝论 可用于统计分析，同时可燧用数据挖掘技术进行 由计算机进行统计分析 分爨，倒蠡蛭期臻灏等。 每目，公交线路及站点客流量，居鼹公交出符 调查日，被调查公交线路及站点在调查时间 数据，单个崧民公交i t i 择特征，瓣期公交客 卉的客流重，詹裁公交蠡行教蕹。 分析结果 流预测值 撮撼爨要耨到避去任意一天公交出符痿惠，著毒 褥弱疆焱嚣警墨城帮登交出嚣髂意。 分析羼民个伴公交出行特征 受到调查受的水平、詹民参j i 的积援毪、表 受劐骛交i c 卡静使焉率，数据壬 辑算法荔砖 格的回收率，意外事件等多方因素的影响 影响因素 公燮i c 卡的使用越来越涎，数据分析和挖攘 荔受a 海或意井强裴影响，缀滩控翻 技术也e t 趋成熟。对结果的影响将越来越小。 1 2 0 数据保诚 目前，仅限于公交收赞的公交l c 卡已往我国很多城市得到应用，持常出行消费的居民数量也不断 增多，缓多大中城枣持公交专出程港费魏乘客毙恻达捌6 0 以上( 鸯裘廖己凑近鼯) ，势显套不撅 增长的趋势。公交i c 卡的使用率先全可以选到数据分析的抽样率要求。 袭1 2 我国郭分城枣入遴及公交i c 专发霉纛 城市上海南京广，i l 叠( t i ) k )l 瑚 6 4 0 麓璐 i c 卡( 万张) 1 5 0 02 3 03 7 0 l 技术支持 公交i c 信息分析方法主要涉及到i c 卡技术，数据库技术、统计学、数据挖掘技术公交i c 卡记 录静信患色括汞客卡号、线路号、耩卡蟊期刷卡对捌、车辆代号等，西是够运躅于信息的分析和 览 掘，随着技术改进记录乘客上下车站点信息也成为可能，将极大提高l c 数据分析的精度，衙在目前的 数据条箨下，判新公交i c 卡上下率结点是鬣 李亍公交獬数据努耩豹关键技术。蠢嚣豹数薅鬻技术帮数 据统计分析技术融经很成熟，可选用的数据库系统和数据分析软件也很多。 1 3 闼内外研究现状 中外专家关于城市公菸交通方丽韵问题已经傲了较多的研究，但是襁公共交通规划及运营管理所 舞的基础资料的获取方法上研究较少。现状我国仍然淤用传统黥大靓模调查方法，获褥数撂成本过懿 且数撼质量难 ：王满足要求。随着公交i c 卡谶几年才程公交车上大力推广使用，避过公交懿数据获褥 公交基础数据的研究课题睫之出现，尽管l c 卡技术已疑相对成熟，但是在公交镁域还是颓搴锈，缀多 功能有待完善，其信息利弼研究也燎很少，嗣前只有窳南大学的陈学武教授和吉林大学的韩秀华教授 在这领域有所研究，但郝是处于刚剐起步状杰，很多闷题有特深入研究。与国内然础数据严重不足的 情况截然不同的是，雷井的公交数据由于箕宪善的家麟调查体系，不需簧额外的丈规模调瓷，因此嗣 3 末毒大学颧士学位论文 外没有针对公交数据调查方法的深入研究。 国外的公交l c 卡使爿l 较早，箕功能已出早期的单一公交收费功能发震成跨行娥、跨嚣门多领域的 多功能一卡通。i 去国是世界上使用i c 卡最早豹国家，在公共交通领域。l li c 卡取代传统纸张式车桑， 用于公熬汽车、她铁，火率等；在巴黎和里昂，智能卡公交l c 卡的普及搴已达到8 0 以上l l l 。日本藏 在筹划箨实施公藏行韭闻犯卡的台作，戳先期发彳亍韵居民基本信息卡为基础，献技术上采用菲接触 i c 卡，支持多种应用，其中包括行政、医疗、流通、交通及金融等，应用之间采用防火墙；韩国的l c 卡发麓也眈较迅速，铡鲡釜出市在1 9 9 8 年裁建立了基于菲接触l c 卡静虢蒂套变系统，并予2 0 0 0 年发 行了适合多种应用的双界丽c l u 卡数字釜山卡；新加坡致力予l c 卡跨行业，跨部门的多领域应用， 箕电予钱龟可瑙子超索、公路收费、箨车场浚费，鞠书锫、学校魏及翻土交荔国。 国内于1 9 9 4 年开始使用公交l c 卡收费系统。先由珠海亿选技术开发公司引进国外l c 卡技术，接 着在抗髑公交公霹开发试羽，劳数褥7 虿喜约成系。骞岛公交公霉在枣玻嶷貔支持下，委髭青磊电子 研究所联合开发青岛公交l c 卡收费系统。在此期间，全国有i 午多城市纷纷试用l c 卡收费系统，上海 赘在接，。痤甥羚专彀费系统孛速嶷倏，莲鬻广，瘟掰镶壤菸麓翔了雉绶、公交、较辘、密缀车、轮渡、 高速公路、停车场、公用事业缴费，加油站收费系统等1 4 大领域，并实现了上海、无锡、苏州等地“交 遥一卡遴”豹互逶互联。蒎上海绫蘼，鸯索，广姆，撬髑、淀辫、荔姨、鬻建等我蓬足+ 令城索均大 力推行公交l c 卡，公交l c 技术已经比较成熟，并且具有广泛的发展前景唧。 缀妖魏历史蹬段，天 l 一壹运蹋统诗学熬方法势提各锋数据。燕是溅莺诗算援夔发震，数据库技 术的出现，各种信息成几何级数增长( 公交l c 信息一天的数据量可达数酉万条) ，传统的统计学方法 几乎无戆为力1 + 1 ，1 9 8 9 年8 隽在美毽底特簿枣召开熬十一属国嚣联合人z 蟹能学零会谈上，数据挖撼 技术应运而出，宦是从大量数据中提取或挖掘知识的技术。数据挖掘技术近年来柱国外被广泛运用予 零售业、银行金融、电信等领域。撼现了一旌较成熟懿数据挖撅工具，檄器上比较寿影畴麴逶用数援 挖掘系统有：& 岱公司的踟蛔w 酶觚h m ，i b m 公司的o u e s t ，s 研公闭的s e t m i n e r ，s i s s 公司的 c l e m e n t i n e ，s 喃a 辩公司的w a r e h o u s e s t u d i o ，r e l e c h u 嫩r e s e a r c h 公司懿s e e 5 、出栩拿大s i m o nf r a s e 大学“镏能数据库系统研究实验室”与d b m i n e r t e c h n o l o g y 公闭共同开发的产品d b m i n e r l 碰e l m | s l 。 但是，目前群发l c 卡收费系绕的公司多为电子、软件公司，他们能够解决的只是收费方诼的闯趱， 丽几乎究全没有涉及到辩交通数撼进行采集、处理，遂主要是颤于这些公司对交通领域知识的缺乏， 这样就便得公交l c 收费系统的功能很难完垒发挥出来。北京科技大学璐鹏提出了率辆l c 卡信息采集 系统设计。但是没有探讨托数据分析方法| 硐；虢宝珍，于滨等人静公突i c 卡收费系绕岛客流数据 采集、处理设计出用于对客流等数据采集的i c 卡自动收费系统，并提出利用它米进行客流等数据采 集、鲶瑷豹薪方案“，箕设计静嚣静仍然是较费系统，没有乘客出行的熬律信惠；张友生酌公交l c 卡智能管理系统的设计对接触式l c 卡和非接触式i c 卡进行了全面的比较。讨论了系统中的i c 卡的 遗墅、糙卡豹管理、毅费管溪和数据采集，整个系统设计戒鸯公交慧公镯、营遥分公司，鬻迳场蛄襁 成三级管运管理行政架构，系统针对提高公交企业的经济效益和社会效揣而设计的【哪；朱溉南，周生 秀瓣城豢公共交逶 接皴式站卡牧费譬鬓系统较详细秘奔鳃了在辕拳公共交遴系统实辘鑫动牧赞 管理的方案，方案关键技术涉及非接触式l c 卡应用、计算机网络及大规横数据处理【1 1 1 ；徐萍的( i c 卡 技术在突逶售惑喾理中的斑用套缀了站睾浆技寒援虢，数撂安全性及冀在交逶蘩怠营建孛静瘟瘸嚣 景i l q ，没有涉及剁公交i c 卡数据信息的应用；吉林犬学杨兆升对公共交通信息采集和分析方法作了 4 第章缝论 较系统的研究，在相关论文中对公受的信息采集方法，数据处理方法以及利用采集到的数据进行客流 预测等方耍做了深入研究，但是这貔研究没镩涉及公燮l c 数据分析技术，但其研究成果可以作为本论 文很好的参考1 珊稚a p 碰捅。 近年来随着公交l c 卡广泛应用| ：上及数据分析技术的进步，对现有系统采集到的海量公交l c 信息 数据利用计算枫进行分祈，得到公交客流情况及公交瓣行时空分雍特征。吉林大学予滨的硬士论文蒸 于i c 书收费系统的动态交通信息采集研究主要从徐交l c 卡收费管理系统的设计方面进行研究一分 析并处理采集剜豹数据，该设计系统它记录桀客上下车站点、辩藏，熬箍这个系统实施惹来投资犬， 技术性强，与目前城市公交i c 卡系统不同，因此不适含处理目前公交l c 卡数据信息的处理i 】8 】；东常 大学豫学武、戴臀公交| c 卡信意采集、努辑与痖弼研究论文孛逶避候定公交薹c 卡记录乘客上率 刷卡站点。进彳亍公交i c 卡数据乘客出行信息分析和客流统计研究【坍；戴霄、陈学武论文单条公交 线籍静耗专数箨分耩楚壤方法串分折萃条线路鳃公交i c 卡羧，势蒡 涮卡辩润麓隔莠努炭，诤霎警 均刷卡时间，在车辆处于理想运彳亍状态下，将平均刷巾时间与率辆到达站点的时间匹配，得到上车站 轰，接麓设怒雳炼点啜g 窭分耩下枣棼煮，在霓基毽| l 太分辑摹条公交线黪运营及雾流毽惑麟，在车辆 实际运行状态下，该方法不适合，而且只能模糊判定下车站点，准确度低；东南大学的戴霄在硕士论 文基于公交l c 傣怠懿公交数撂分爨寿法磷究提爨努一静逶涟乘客一瓣出好爨线形成鲍 嚣台器，辘 定下率站点，由于乘客一目有多次出行，且娃 行方式不定，获取信息难度大，数据处理过稷复杂田1 ； 东南大学郭婕、陈学武在公交l c 卡乘客上枣站点确是方法及废用研究孛假定线路沿途蟋点均有豢 客刷卡上车，且同一个站点连续两个乘客刷卡时问问隔小于或等于7 2 s ，分析公变l c 卡数据得到i c 卡乘客上车站点哪，在车辆的实鞲运行中，经常会出现无剧卡乘客上车的站点，闲此该方法霄一定届 限性。以上这些论文对l c 卡数据在一定的假定条件下，迸行初步分析处理，对线路客流统计，分析运 营情况，并在理论上指导公交运营和规划，然而对公交l c 卡避勤乘客出行o d 没裔研究，假是对本文 的研究有根大的参考价值。公交l c 卡获取公交数据简单且信息囊大的优点，更适仓于研究公交通勤粲 客的出彳亍规律。本文结合现有研究缱果，通过对i c 卡数据信息分析，提出了l c 卡通勤乘客的上下率 始煮静确定方法，进丽雅如其出行o d ，遴行客流统计，为公交运营调缓和线隧觏翔提供台理科学的 依据。 在通勤方瑟凋内舞氇商不乡磷究。国舞，罗愚末虢美凿郊区前蔓蘸；对交遥稠堵与士她资源流 失的分析中探讨了美孱人口和就业机会向郯区的蔓延。对于大都市地区交通状况与土地利用方式的 影响，童要表瑷在逶勤量豹增加帮避勤距离虢延长，分析居住冬工作分蕊的现象对通勤静影响霉l ；狁 他州逡输部开邋了通勤链( c o m m u t e r l i n k ) ，公路上旅 亍更安全、便捷通勤链悬一个智能交通系统 是解决交遥拥塞的有效蔼藏价蠡孽途径，它可虢使交逶筵加流畅，劳胃在发生事藏蠛者在恶劣天气情况 下及时提供支援i 勰l 。国内，j b 京大学的李峥蝾、柴彦威大连市民通勤特征研究以调查数据为基础， 进行遗勤工其、逶勤时翔、遥蘩距舞等遥麴蒺本特征豹分辑，矫究逶努瑷象静距离衰减瓣德及箕空蠲 结构模式嘲；中山大学的周索红、阀小培熬于居民通勤行为分析的城市空间解读利用g 璐构建纂 予哲耱强弱羰鬟行免调蠹方法律系，模蓉宏麓空润，探讨基予骧市屠畏遁勤行为分拆静空翔辫读方法 刚。以上这些研究均采用人工调查的方法，在获取通勤乘客出行信息的纂础上，研究通勤耀客的出杼 狩征，掌握逶勤黍客塞簿藏簿，绘零交麴磅究襄籍逶方法熬霹靠毪提供参考。 表赢大攀硬j ：学位论文 1 4 本文研究目标和研究内容 l a l 研究目标 零文以确定公交l c 卡通勤乘客出行o d 为目标，为进行会璎的公交线喇规划期运营调度提供可纛 的数据支持，提高公交的服务水平，吸引更多的通勤乘客选择公交出符，缓解城市交通拥堵。 l 。4 2 研究内辔 ( 1 ) 公交l c 卡通勤乘客的选取 公变l c 卡系统采集到的是所蠢使餍公交i c 卡乘车的出符案信息，采集到魄数据本身不区分遴勤 和非遭勤乘客，因此为了鬻握公交l c 卡通勤乘客的特征，必须从大量的数据中，采用数据挖掘技术， 筛选出邋勤乘客，为后面的分析提供遥勤乘客o d 基端l l 数据。 ( 2 ) 确定公交i c 卡避勤乘客士车站点鬣段 在实际公交线路客流分布中，逅勤乘客弦不是分稚在所有的公交蛄燃，为了7 鳃站点客流分带的 规律，将线路沿途蛞点合并为几个站点区段。茸前的城市公交l c 卡收费系统，没脊记录乘髯俐卡上率 站点的功能，而乘客上车站点是分析通勤乘客出行o d 的个荚键环节。因此为了更具体的掌握公交 配卡遗勤乘客上牢始点，本文运阚数据分析方法，我捌公交i c 卡通勤柔客上车站点所在豹站点区敷。 ( 3 ) 确定公交i c 卡通勤乘客下车站点区段 茸翦在公交率运营系统中，大多数城翥采用乘客上车蒯卡，下车苇涮卡的牧赞方式，凭任何乘客 下车信患。然而程确定通勤乘客出杼o d 前，必须准确把握通勤乘客的下车站点，本文依据公交l c 卡 提供豹避勤乘客多基密符倍意，判迩公交l c 卡通勤豢客下车站意区段 ( 4 ) 确定公交l c 卡避勤乘客o d 乘客出行o d 是虢帝公交撬矧瑟不可多懿薹稿费辩，嚣遴勤乘客又怒公交客流豹主要构成，戳魏 准确掌握通勤乘客出行o d ，对公交线网优化调整起重要的指导作用。 论文主要研究癌窖翡楣关关系结籀鲡鹜l 辫示 图1 - i 论文研究内容相关笑系结构嘲 6 第二章逯勤秉客出行特镬分耩 第二章通勤乘客出行特征分析 2 1 避勤出行方式特征 居民出行，是指居民为完成某一目的，使用某一种交通方式，耗用一定的时婀，从出发地点经某 路径到达昏的她的位移过程潮，单程为一次穗行；遒勤指获家岛工作地点( 或者学校) 之闯往返的进 程州，通常一天楚少两次如行。通勤是工业化社会的必然现象。在1 9 世纪以前，市民主要步行上班， 现时如小汽车、公共汽车，建铁、痒托车，盘行车等蹙逶工其证出行距离较长豹入可跌侠攮地上下斑 ( 上下举) 。随着交通技术的进步，城市可以扩张到以前不可能扩张的地方，市民可以在远离市区之数 定屠，并跛通勤来上班；翔果城市 枣震到非常远离中心商韭区静地方，薪的商监会在外萤豹城市出现， 从而形成一种反向通勤现象：住在市中心的人到市郊上班随潜城市的发展，通勤客流日益增多，隧 之嚣来豹交遁摇镑帮环穗污染也嚣憝严重。 通勤客流的活动空间有限。一般受到城市化进程的影响较火，比如在城市化改选中，工业企业向城 都迂移、薪墅辕帮产韭霞嚣懿兴建；勇一方藤，交逶置其静莘禽亿演变墩会拓震虢帝逶辩灏瓣范羞， 在未来城市高速交通工具的带动下，通勤流的流向、流量及流时都会有革命性的擞化吲。 逶璇客流爨行交逶方箴多棒豫，一般采羽步蠡、巍行车、帮耗车、公交车、小汽车、攀爱车等。 按照体力和非体力出行划分：步行，自行车为体力出杼；摩托率、公交率、小汽率、单位率等为非体 力出锌。逶勤交遴方式静选择与嚣瓮出舒距离，天气条释、鸯簿方霆程液有缀大秘攘关毪。 2 1 1 不同交通方式的适应性 ( 1 ) 步行 步行出行方式属于体力出行，适合于近距离的出杼，但速度低。消耗体力犬、时间长，由于出行 进程滂麓霹力蘧多，势登彩秀出符案貔工器箱学器效率；该出错方式与避勤距凑寄强穗关拣，鑫行鼯 离超过一定的限度，出行者则放弃该出行方式 ( 2 ) 鑫窍率 自行车交通方式的选择与通勤出行距离相关强度最高，这种强相关性随着居民通勤出行距离的增 翅覆减弱，叁移睾基舞嚣予薅力窭簿，逶会予短距离缓行，方便抉捷；爨抒疆离建长，窭纾者涟耗大 量的体力，遇到刮风下雨铎恶劣天气条件，难免会影响到工作、学习。倪在公共交通服务水平跟不上 豹捷撼下，鑫霉车不德誉簸舞居民鑫行熬主蘩夯式。 ( 3 ) 公交率 公交车是绝大多数屡民溃费能力照承受豹裴体力掇行方式，逶合手巾短距囊熬出霉，箕交逶方式 的选掸受天气条件、方便程度影响较大，刮风小雨、寐冷天气选择公交出行者较多：目前大多城市公 交摄务水平低，在屡民的斑器方式选择孛公交占毒辜低，在对城审居晁“不选择公交出符豹骧困”调 查结果袭明。乘嫩不方便是主要原因。因此嚣想提高公交分担率，必须蹙 行合理的公交线网和站点布 设的优纯调整，方便更多羼民出弦 ( 4 ) 单位率 7 表南大学颈士学位诧定 单位车作为通勤交通二c 具在很多城市常见，大的企业、工厂或者单位为了方便员工上班乘车。缀 然单位率羼于大容量的交逶方式，健是其固定发车时闻、固定线路，绘部分员工乘车提供方便，擞 于单位率通常固定在起点站上车，中途一般不设置站点，一部分员工居往距离起艨站较远的，不方便 乘坐单慢车，必缀聚用步行或者自杼车的方式到达，蠼加了不必要的出行。 ( 5 ) 摩托率 摩托车是一种机动化变通方式，从体力出行向非体力出行的转移可节约居民出行的体力消耗，提 高学习和工律效率，摩托率有其本身的吸引力，邸方便，灵活，准点率漪，从个人的出行方便角度考 虑，是一种较好的出行方式，但摩托车的优点却是以牺牲其它交遁方式两获褥的，特别是其对交通秩 序的不良影响，是交逶阻塞恶往循环中的主凝因素，擞然这一方式是不德得鼓劫的 ( 6 ) 小汽攀 小汽车是一神现代纯的交通工其，舒遣、方便、侠捷、安奄，适合予中长距离的出舒。箍着城市 经济的发展，居民经济实力不断提高，对出行要求的条件越来越高，小汽车逐步成为高消费的代步工 具，小汽车进入家庭是不w 扭转的趋势。毽燕飙城市交通可持续发展静角度，小汽车占用道路面积太， 过多的小汽车造成城市有效的道路资源不能够有效利用，因此，犀家必须对小汽率的使用采取控制的 方式 2 1 2 我国城市通勤出杼方式构成现状 旨静我国大舔分城市串，逶勤客流交道方式多种多样。主簧| | ；l 步行、自行车为主，部分城市采糟 摩托车较多，公交车分担攀较低。撮调查，目前我国公交出行的分担率平均不足1 0 ，特火城市也只 有2 0 一3 0 。纥薅：j 索近3 0 ；青岛2 8 6 7 ；麓门2 5 。l ；南京2 2 6 ；琵鞠2 1 3 矗；杭髑2 0 ；合肥1 9 ；东莞6 8 9 ；中山5 - 4 嗍。表2 1 缭出了近几年中等城市日常遇勤出行番种交通方 式静结构毪鲷澎麟氆3 1 薹3 麓，这些数字说秘我嚣遥勤交遴方式瑗个体交遥为盎，公共交通暇雩l 力不是，辍 务水平酱遍偏低，因此提高公交的分担率，改变通勤交通方式结构，是今后我国城市交通系统的重点 发蓑方淘。 袭2 1 不同城市日常通勤出行各种交通方式的结构比例( 单位：) 城市年份步行自幸予车公交摩托小汽车单位车 苏州2 0 0 21 4 1 l4 5 0 51 4 曲1 5 7 86 4 53 9 1 常熬2 0 0 41 3 鹞4 2 8 81 1 2 2熬囊5s 船2 5 8 湖州2 ) 42 3 。84 3 2 s 1 l 1 1 2 7lo 3 2 常髑 2 0 0 52 0 - 5 63 4 - 28 渤2 6 1 5s 3 8 3 2 1 3 公交方式遥勤出行的优势 ( 1 ) 占用邋路资源 随着经济的域长，我嗣的机动率拥有董在进一步域长，其中民用机动率拥有量从1 9 9 0 颦的5 5 1 3 6 万辆增加到1 9 9 9 年的1 4 5 2 9 4 万辆。年平均增长率为1 1 3 8 移鼯】。在机动化迅速发展的背撩下，城市 交通需求和基础设施供给之间的矛腐将更加严重 飙各种客运交通方式入均占用道路面积黼( 表2 1 ) 来着，公交车怒占用道路面积最少，自稃率 8 第_ 二章邂勤乘客鞋l 稽特征分爨 占用次之，小汽车、摩托率、单位率占用较大。城市道路空间占用率随交通方式的构成比例不同而不 同，遥勤者对整个城市交嫒系统的影响较大，同酵通勤孝又是公共交通避输匏主要对象。铃对我国人 多地少的国情，发展大运震、入均占用道路斑问少的公共交通系统有利予缓解城市交通需求和基础设 施供绘之间的矛鹰，是鳃决城市交避拥挤阀题的首选接箍。 表2 2 客运方式人均占用道路面积比较 公交车服务承平 客运方式自行车摩托车单位牮小汽牵 高中低 占路_ 瞬积f m 2 入) l 。7 5lo 73 7 51 1 6 61 4 1 0 5 占黠长度( m ) 777 1 5 2 33 占路宽度( m )3 53 53 51 53 53 53 5 级囱安全净空( m ) 3 33王333 平均乘客人数2 03 55 011 51 52 ( 2 ) 社会环境和可持续发展 环境污染和能源短缺目益成为制约和影响我国城市交通发展的两个熬要问题。我国大城市的环境 污染状况尤其严薰，机动率的尾气燕我国城市空气静擞要污染源。然丽发展交通的哥的是服务于城市 经济建设和人民生活，交媛发展本身是会带来一定的环境污染，但要以如此巨大的环境污絷为代价发 最交道，不仅有鬻扔衷，褥且会对经济的发麓起到负摔用 在这种状况下，研究和发展与环境保护、能源节约相协调的可持续城市交通系统成为人们关注的 中心，失力优先发展城市公共交通系统赠是城市交道系统可持续发展鹃梭心内容 ( 3 ) 经济实惠 辘帘公共交避是城市串供公众鞭用静经济方便静各种交逶方式魏慧称。现酪段，公共汽车是我潮 城市客运交通中社会成本最低、综禽效益最好的交通正具，它为城市的中低收入臌民提供丁低价格出 行静瓤会。 虽然公共交通有多方丽的优势，但目前我国公交分担率仍然较低。j 髓几年来对几个城市公交服务 承平静调套显示，车内藜、行车不准器| ，筹率对溺长、黍坐不穷便是公交咒个主豢秘题箕孛，车内 挤、行率不准时、等车时问长这几个问题。均说明了霸前公交逡力不足、运营调度方法有特改善，行 车不壤对氇漾爨了遵跷交遴行驶条髂较差，蘩萋籍蔽嚣簇；乘堑不方便落爨公交线鹅和筵熹帮浚不舍毽。 要想充分发挥公共交通的优势，必须准确掌掇通勤者的出行规律，合理规划公交线网和公交运营调度， 撵褰公交努握拳。 2 。2 遁勤出行距离舄出行时耗特征 2 2 1 歧l 行距离 出行距离措播民一次出行从起点到终点的行程距离。它主要反映彳亍稷长短。与城市布局、道路条 9 东南大学硕士学位论文 件与交通状况有关。一般来说，人们不容易改变“刚性出行距离”，即上学，公务、探亲访友等，起讫 点都不由人们的意愿而改变；而“弹性出行距离”却可随人们的意愿而改变。如购物、娱乐等下面 结合城市居民出行调查结果，分析通勤者的出行距离构成特点。 表2 3 苏州市不同距离选择公交出行方式的比例( 2 0 0 2 年) i 出行距离( 公里) 12 3 3 - 4 4 66 - 9 9 合计 i 所占比例( ) 1 3 9 22 6 0 5 1 8 9 6 1 4 6 97 8 61 8 5 3 1 0 0 如表2 3 中所示，在公交方式出行中，苏州市居民出行距离2 3 k m 的比例为2 6 0 5 ，3 - 4 k i n 的比 例为1 8 9 6 k i n ，4 - 6 k m 的为1 4 6 9 ，而小于l 公里的仅占1 3 9 2 ，大于6 k m 的占2 6 3 9 ，因此可以 看出，公交出行者出行距离集中在2 - 6 k i n ，出行距离过大或过小，出行者将采用其它出行方式。 图2 - 1 ，图2 - 2 分别是苏州市、常州市城市居民分方式的出行距离调查结果图州。从两图可以看 出。苏州市和常州市居民短距离出行方式以步行、白行车为主，中等距离的出行以自行车、摩托车为 主，由于城市规模、居民出行习惯和经济等原因，选择公交出行者比例较小。从图上也可以看出随着 出行距离的增加，两个城市公交出行比例逐渐增加，但公交分担率仍较低。 旁抒 舟拧事 公交事 辊蘑擎 孽托牟，精力东 图2 1 苏州市分方式出行距离曲线图图2 - 2 常州市分方式出行距离曲线图 2 2 2 出行时耗 出行时耗表示居民从出行产生开始时到出行结束时为止的一段时间。出行时耗主要受城市规模、 出行距离与交通方式的制约，同时反应了城市交通系统运行状况。目前，在城市交通系统研究和居民 出行调查中，出行时耗特征都是重要的内容之一表2 - 3 给出了几个城市居民出行调查各目的的平均 出行时耗统计结果 2 9 d 5 靳1 。 从表2 3 统计数字分析，上虞、常熟市属于中小城市，湖州市城市规模相对较大，但这三个城市 统计结果中，不同目的平均出行时耗相差不大。上班、上学出行时耗在1 6 , , 2 0 m i n 之问，而公务出行 时耗差别较大；广州市属于大规模城市，其居民出行平均时耗较大，2 0 0 3 年上班出行中出行时耗为 3 1 r a i n ，上学出行时耗为2 2 m l n ，公务出行时耗更大为4 5 m i n 。随着城市化进程的加速，城市规模迅速 扩大，同时城市用地布局也在进行大力调整，城市居民平均出行距离、出行时耗随之增长。 表2 3 几个城市不同出行目的的平均出行时耗( 单位：m i n ) i 出行目的工作上学 公务购物文体娱乐探亲访友看病回程 其它 i 广州3 12 24 52 02 74 13 5 3 32 8 1 0 第一二章通勤乘客出行特征分析 平均 湖州 1 8 1 1 6 42 9 61 6 61 9 72 2 82 6 71 5 52 2 5 时耗 上虞 1 7 31 6 91 7 61 6 72 0 61 3 72 0 71 5 92 7 2 常熟 1 9 91 9 62 5 92 1 62 4 22 8 83 0 41 8 42 3 1 2 3 通勤出行时间分布特征 居民出行量在不同时段上的分布规律，客观上反映了城市居民的生活节奏和交通需求在时间上的 分布，是分析、解决高峰小时交通问题的重要参考依据。把高峰小时问题处理好了。其他时段的问题 迎刃而解。城市高峰时段客流大多为上班、上学通勤者，他们出行时间比较固定，形成城市稳定的高 峰客流。图2 4 ，图2 - 5 分别是上虞，常熟城市居民出行调查出行时间结果图 图2 - 4 上虞市全日各时段出行量分布趋势圈 图2 - 5 常熟市全日各时段出行比例分布图 从上面两个城市的调查结果可以看出，居民通常出行时间集中在早( 7 ：30 ：00 8 ：30 ： 00 ) 、晚( 17 ：o0 ：00 18 ：30 ：00 ) 高峰时段。城市居民生活习惯大致相同，高峰出 行时间基本保持一致。 为了掌握南京市通勤乘客的乘车时间，在小范围内，笔者对南京市常规公交i c 卡乘客出行使用特 征进行问询调查，调查乘客通常早上最早、最迟乘车时间及回程通常最早、最迟乘车时间。调查结果 1 l 东南大学硕e 学位论文 是：5 8 的乘客上班( 学) 早上乘车时间为7 ：0 0 堪：3 0 ，6 4 的乘客下班( 学) 晚上乘车时间集中在 1 7 ：0 0 - 1 9 ：3 0 ，这与工作日早高峰的时间相吻合。单独研究一个通勤乘客，从调查及数据分析的结 果看，其出行时间一般在一个固定的时间点上f 浮动，通常在o - 3 0 m i n 内波动，尤其是在早上的出行 时间。由于下班、放学后，通勤乘客可能有其他的活动，比如购物、娱乐等活动，这些活动出行均属 于非通勤出行t 出行的时间点波动幅度较大。准确掌握城市通勤者的出行时间分布规律，有利于进行 高峰时段交通疏导，合理安排公交运营调度计划。 2 4 居民出行平均次数