公交車行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型

1、PAGE PAGE 42公交車行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型摘要：隨著城市道路交通面臨著巨大的壓力，交通問(wèn)題已成為制約著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。公交車輛的按時(shí)乘坐成為了乘客最為關(guān)注的信息之一，而公交車行程時(shí)間預(yù)測(cè)這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用對(duì)提高公交吸引力、提升乘客的滿意度具有重要的意義，因此，本文以公交車運(yùn)行時(shí)間預(yù)測(cè)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)其預(yù)測(cè)算法進(jìn)行深入分析，以求探討和研究更加精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)手段和方式。從技術(shù)的可行性和現(xiàn)實(shí)可行性的角度對(duì)公交到站時(shí)間預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析，總結(jié)現(xiàn)有預(yù)測(cè)算法的不同之處后，提出了將算法根據(jù)車輛運(yùn)行的不同狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法，即為路段運(yùn)行時(shí)間和車站服務(wù)時(shí)間兩部分。本文在以公交車站調(diào)研基礎(chǔ)之上，將影響預(yù)測(cè)結(jié)果的各種

2、因素進(jìn)行歸類并且分布統(tǒng)計(jì)，提出了以支持向量機(jī)為基礎(chǔ)、通過(guò)車輛實(shí)時(shí)車速而進(jìn)行修正的路段運(yùn)行時(shí)間預(yù)測(cè)模型，和以停車延誤為基礎(chǔ)進(jìn)行的車站服務(wù)時(shí)間預(yù)測(cè)算法。本文的最后，選取了烏魯木齊市個(gè)別公交車作為研究，利用調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)其車輛到站進(jìn)行預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證，并和實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了這些方法具有較高的正確性和可靠性。關(guān)鍵詞：智能公交；支持向量機(jī)；運(yùn)行時(shí)間延誤分析；預(yù)測(cè)結(jié)果分析ReseaarchhonnthhePPreddicttinggMoodelloffBuusTTravvelTimmeAbstrractt: As thee urrbann rooad traaffiic ffaceed wwith

3、h trremeendoous preessuure, trrafffic isssuess haave beccomee immporrtannt ffacttorss off reestrricttingg thhe ddeveeloppmennt oof tthe urbban ecoonommy. Buss riide as passsenngerrs wweree ammongg thhe mmostt coonceerneed aabouut tthe infformmatiion in a ttimeely mannnerr, aand buss trraveel ttimee

4、prrediictiion tecchnoologgy aapplliedd too immproove thee puubliic ttrannspoort atttracctivve, impprovve ppasssengger sattisffacttionn iss off grreatt siigniificcancce, theerefforee, tto fforeecasst bbus runnninng ttimee ass thhe sstarrtinng ppoinnt oof tthiss arrticcle, itts iin-ddeptth aanallysiis

5、 oof ppreddicttionn allgorrithhms in ordder to expplorre aand stuudy thee moore acccuraate meaans of preedicctinng aand wayys. Froom tthe perrspeectiive of tecchniicall feeasiibillityy annd ppraccticcal feaasibbiliity of buss arrrivval timme ppreddicttionn teechnniquue ffor thee annalyysiss, aafteer

6、 ssummmingg upp thhe aavaiilabble preedicctioon aalgooritthmss diiffeer, proopossed a aalgooritthm bassed metthodd foor ppreddicttionn off veehiccle opeerattionn inn diiffeerennt ccondditiionss, iis tthe linnk rrun timme aand serrvicce tto tthe twoo paartss off thhe sstattionn. Thiis aartiiclee iss

7、baasedd onn thhe iinveestiigattionn off thhe bbus staatioon, facctorrs iinflluenncinng tthe preedicctioons forr thhe ccolllatiion andd diistrribuutioon oof sstattistticss, ppressentted bassed on suppporrt vvecttor macchinne,Key wwordds: Inttellligeent buss infformmatiion sysstemm； SVMM；Ruunniing tim

8、me ddelaay aanallysiis；PPreddicttionn reesullt aanallysiis1緒論11 研研究背景景伴隨著社會(huì)會(huì)經(jīng)濟(jì)的的快速發(fā)發(fā)展和城城鎮(zhèn)化進(jìn)進(jìn)程加快快，我市市的機(jī)動(dòng)動(dòng)車擁有有量和城城市道路路交通量量急劇增增多；與與之相適適應(yīng)，道道路基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施建建設(shè)水平平也是突突飛猛進(jìn)進(jìn)。但是是，很明明顯后者者的增長(zhǎng)長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法法滿足前前者，同同時(shí)我市市的道路路交通秩秩序管理理上也存在一一些問(wèn)題題，綜合合導(dǎo)致了了道路交交通的供供需緊張，進(jìn)進(jìn)而造成成了城市市中普遍遍存在的的交通擁?yè)頂D、事事故頻繁繁和環(huán)境境污染等等現(xiàn)象，交交通問(wèn)題題已成為為現(xiàn)代社社會(huì)尤其其是城市市面臨著

9、著的重大大問(wèn)題。為為了促進(jìn)進(jìn)城市交交通的可可持續(xù)發(fā)發(fā)展，必必須優(yōu)先先發(fā)展大大容量、高高承載且且低污染染的公共共交通。公共交通是是城市及及其周邊邊城鎮(zhèn)內(nèi)內(nèi)居民和和公眾出出行的主主要工具具和手段段，也是是現(xiàn)代化化城市建建設(shè)和發(fā)發(fā)展中的的重要基基礎(chǔ)內(nèi)容容之一，是是緩解城城市道路路交通壓壓力的有有效辦法法，其原原因是公公共交通通具有運(yùn)運(yùn)載量多多、運(yùn)送送效率高高、能耗耗低、污污染、平平均運(yùn)輸輸成本低低等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。根據(jù)據(jù)相關(guān)資資料顯示示，公交交車輛占占用道路路和停車車用地是是最為經(jīng)經(jīng)濟(jì)，以以每平方方米每小小時(shí)通行行人數(shù)多多少為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量道道路的使使用效率率，公共共汽車是是私家車車的100到155倍不等等，

10、運(yùn)送送相同數(shù)數(shù)量的乘乘客，公公交車與與私家車車相比較較，其產(chǎn)產(chǎn)生的廢廢氣量是是私家車車的110，油油耗量是是私家車車的13，交交通事故故率是私私家車的的11100。因因此，盡盡管相比比私家車車，公交交車的乘乘坐舒適適度和便便捷性有有所下降降，但其其仍是大多數(shù)數(shù)出行者者的首選選交通工工具。公共智能交交通系統(tǒng)統(tǒng)的信息息化作為為目前的的研究熱熱點(diǎn)，它它可以提提高公交交車輛的的有效利利用，實(shí)實(shí)現(xiàn)公交交管理從從靜態(tài)到到動(dòng)態(tài)、從簡(jiǎn)單化到智能化的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而能實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度和運(yùn)行管理，因此實(shí)現(xiàn)公共智能交通系統(tǒng)信息化是完善城市公共交通系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一。而公交系統(tǒng)信息化不僅僅面向管理者，相對(duì)乘客而言，信

11、息化同樣可以給乘客帶來(lái)極大的便利。利用先進(jìn)的信息、通信技術(shù)、動(dòng)態(tài)采集、公交車輛的行駛信息和道路交通信息等，將其進(jìn)行處理后通過(guò)電子站牌、手機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)等手段進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)布。可以為乘客提供諸如：公共車交通擁擠程度、車輛到站時(shí)間、換乘信息等。信息的提供可以極大地提高公共交通系統(tǒng)的使用率，樹(shù)立城市公共交通的良好形象，提高其運(yùn)營(yíng)效率。不過(guò)，我市市城市交交通系統(tǒng)統(tǒng)的信息息化較為為落后，人人們很難難獲得其其所需的的實(shí)時(shí)公公交車輛輛運(yùn)行信信息，因因此普遍遍對(duì)公交交系統(tǒng)的的滿意度度不是很很高，從從而導(dǎo)致致公交系系統(tǒng)使用用率偏低低，遏制制了公共共交通的的發(fā)展，同同時(shí)私家家車擁有有量的提提高也導(dǎo)導(dǎo)致了有有限的道道路空間

12、間更加擁?yè)頂D。因因此，在在大力城城市規(guī)劃劃和發(fā)展展城市交交通的同同時(shí)，必必須實(shí)現(xiàn)現(xiàn)公交系系統(tǒng)信息息化和智智能化，為為乘客提提供全方方位、高高質(zhì)量的的公交服服務(wù)信息息，提高高公交調(diào)調(diào)度和運(yùn)運(yùn)行效率率水平。12 國(guó)國(guó)內(nèi)外研研究現(xiàn)狀狀1211 國(guó)內(nèi)內(nèi)外公交交到站時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)技術(shù)發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀先進(jìn)的車輛輛定位信信息化采集裝裝置和技技術(shù)的研研發(fā)，為為公交車車輛到達(dá)達(dá)時(shí)間的的研究和和應(yīng)用奠奠定了堅(jiān)堅(jiān)實(shí)的基基礎(chǔ)。近近年來(lái)，許許多國(guó)家家都意識(shí)識(shí)到精確確的公交交車輛到到達(dá)時(shí)間間預(yù)測(cè)在在公交車車使用中中占有舉舉足輕重重的地位位，于是是，紛紛紛利用先先進(jìn)的交交通信息息采集手手段，結(jié)結(jié)合自身身地理?xiàng)l條件和多多種交通通影

13、響因因素等，進(jìn)進(jìn)行公交交車輛到到達(dá)時(shí)間間預(yù)測(cè)的的研究，希希望在通通過(guò)到達(dá)達(dá)時(shí)間的的實(shí)時(shí)發(fā)發(fā)布，減減少乘客客的等侯侯時(shí)間，提提高公共共交通的的使用率率，樹(shù)立立良好城城市的形形象，促促進(jìn)城市市公共交交通的應(yīng)應(yīng)用和發(fā)發(fā)展。在日本，公公交車到到達(dá)時(shí)間間預(yù)測(cè)作作為一項(xiàng)項(xiàng)交通需需求管理理，其措施施得到政政府的大大力支持持，其控控制中心心利用GGPS掌掌握公交交車的位位置，通通過(guò)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)向用戶戶的電腦腦或者手手機(jī)發(fā)送送公交車車的預(yù)測(cè)測(cè)到達(dá)時(shí)時(shí)間。實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果果表明乘乘客候車車的時(shí)間減減少了6分鐘鐘(約占占平均候候車時(shí)間間的633)，超超過(guò)六成成居民認(rèn)認(rèn)為是由于該該預(yù)測(cè)系系統(tǒng)使他他們更加加愿意乘乘坐公交交車，從從

14、而有效效的提高高了公交交車的使使用率。在我國(guó)臺(tái)灣灣，公交交車運(yùn)行行時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)技術(shù)術(shù)已有一一定的研研究成果果：針對(duì)對(duì)不同旅旅行者的的需求設(shè)設(shè)計(jì)不同同模式的的預(yù)測(cè)算算法，不不僅提供供短距里里行程時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)，還還提供舉舉例較長(zhǎng)長(zhǎng)的重要要站或換換乘站的的行程時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)。目前前國(guó)內(nèi)的的公交車車到達(dá)時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)研究也也在逐漸受受到重視視。同濟(jì)濟(jì)大學(xué)已已經(jīng)研制制出“交交通信息息網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)”，系系統(tǒng)依靠靠交通信信息網(wǎng)格格平臺(tái)，采采集大量量公交車車輛GPPS信息息，用高高性能計(jì)計(jì)算機(jī)進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)處理后后，并通通過(guò)智能能導(dǎo)航系系統(tǒng)為車車載終端端用戶、手手持電腦腦用戶以以及手機(jī)機(jī)用戶等等提供公公交到站站時(shí)間的預(yù)預(yù)

15、測(cè)、交交通路況況等交通通信息。目目前，該該系統(tǒng)已已在上海海市公交交系統(tǒng)的的一些路路段中使使用，取取得了良良好效果果。此外外，一些些國(guó)內(nèi)的的公司充充分利用用GPRRSCCDMAA無(wú)線通通信技術(shù)術(shù)、嵌入入式控制制技術(shù)以以及LEED安全全按顯示示技術(shù)等等，設(shè)計(jì)計(jì)出能進(jìn)進(jìn)行到站站信息預(yù)預(yù)報(bào)的公公交電子子站牌系系統(tǒng)。在在經(jīng)濟(jì)相相對(duì)發(fā)達(dá)達(dá)的北京京、沈陽(yáng)陽(yáng)和廣州州等城市市已經(jīng)率率先安裝裝該系統(tǒng)統(tǒng)，其預(yù)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確確誤差約約為12分鐘鐘，有效效預(yù)報(bào)率率高達(dá)944。但但從總體體上來(lái)看看，國(guó)內(nèi)內(nèi)關(guān)于公公交車運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間預(yù)測(cè)技技術(shù)的研研究仍然然相對(duì)來(lái)來(lái)說(shuō)較少少，多數(shù)數(shù)已有研研究和應(yīng)應(yīng)用的重重點(diǎn)仍局局限于預(yù)預(yù)測(cè)公交交車輛

16、到到達(dá)下游游站點(diǎn)的的距離。由由于車輛輛在行駛駛過(guò)程中中受到各各種隨機(jī)機(jī)因素的的影響，因因而對(duì)乘乘客而言言，獲得得距離信信息往往往沒(méi)有時(shí)時(shí)間信息息更加直直觀和可可靠。2 研究?jī)?nèi)內(nèi)容優(yōu)先發(fā)展城城市公共共交通系系統(tǒng)對(duì)緩緩解城市市道路壓壓力有著著不可或或缺的作作用，通通過(guò)對(duì)公公交系統(tǒng)統(tǒng)的信息息化和智智能化可可以有效效提高整整個(gè)道路路系統(tǒng)的的運(yùn)行效效率和服服務(wù)水平平。公交交車輛到到站時(shí)間間作為乘乘客最為為關(guān)心的的公交信信息，可可以有效效減少乘乘客候車車時(shí)間以以及提高高乘車滿滿意度，對(duì)對(duì)于加強(qiáng)強(qiáng)公交服服務(wù)水平平、提高高公交吸吸引力有有著極為為重要的的作用。本本文以烏烏魯木齊齊市公交交系統(tǒng)為為背景，提提出了

17、預(yù)預(yù)測(cè)公交交到站時(shí)時(shí)間的若若干手段段和方法法，采用用了基于于支持向向量機(jī)和和停車延延誤的預(yù)預(yù)測(cè)模型型，以求求獲得較較高的預(yù)預(yù)測(cè)精度度。本論論文的主主要內(nèi)容容如下：第一章，緒緒論。這這章是全全文的開(kāi)開(kāi)始和基基礎(chǔ)，論論述了我我國(guó)城市市交通所所遇到的的問(wèn)題以以及優(yōu)先先發(fā)展城城市公共共交通的的意義，并并點(diǎn)明了了實(shí)現(xiàn)公公交信息息智能化化的必要要性。同同時(shí)介紹紹了國(guó)內(nèi)內(nèi)外智能能公交系系統(tǒng)和車車輛到站站時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)的發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀狀。第二章，研研究?jī)?nèi)容容簡(jiǎn)介，大大體介紹紹了本文文的研究究?jī)?nèi)容以以及全文文的基本本結(jié)構(gòu)。第三章，基基于支持持向量機(jī)機(jī)的公交交車輛路路段運(yùn)行行時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)?？伎紤]到公公交車輛輛在路段段上運(yùn)行

18、行時(shí)間和和站內(nèi)停停車時(shí)間間分布的的不一致致性，本本文采用用了分步步的方式式對(duì)公交交到站時(shí)時(shí)間進(jìn)行行預(yù)測(cè)。本本章對(duì)公公交車輛輛在路段段上運(yùn)行行時(shí)間的的預(yù)測(cè)模模型進(jìn)行行了探討討。第四章，基基于停車車延誤的的公交車車站服務(wù)務(wù)時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)。本本章主要要對(duì)公交交車輛在在站點(diǎn)的的停車服服務(wù)時(shí)間間預(yù)測(cè)算算法進(jìn)行行了設(shè)計(jì)計(jì)根據(jù)公公交停靠靠站點(diǎn)的的設(shè)置位位置、設(shè)設(shè)然后將將公交停?？窟^(guò)程程特征進(jìn)進(jìn)行分析析，總結(jié)結(jié)出規(guī)律律；最后后設(shè)計(jì)了了基于停停車次數(shù)數(shù)(延誤誤)對(duì)公公交車輛輛的站內(nèi)內(nèi)停車服服務(wù)時(shí)間間進(jìn)行了了預(yù)測(cè)。第五章，公公交車到到站時(shí)間間預(yù)測(cè)模模型驗(yàn)證證。本章章主要對(duì)對(duì)模型進(jìn)進(jìn)行了驗(yàn)驗(yàn)證，計(jì)計(jì)算了其其精確值值、與

19、實(shí)實(shí)際值之之間的時(shí)時(shí)間差等等。最后后對(duì)預(yù)測(cè)測(cè)結(jié)果進(jìn)進(jìn)行了分分析，找找出了其其誤差的的原因與與改進(jìn)辦辦法。第六章，結(jié)結(jié)論與展展望。本本章對(duì)論論文的研研究工作作進(jìn)行總總結(jié)與歸歸納，指指出了論論文的研研究成果果和結(jié)論論，探討討了論文文的工作作與不足足，并對(duì)對(duì)未來(lái)迸迸一步的的研究方方向和研研究?jī)?nèi)容容作了分分析和展展望。3 基于支支持向量量機(jī)的公公交車輛輛路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間預(yù)測(cè)目前國(guó)內(nèi)外外對(duì)于公公交車輛輛到站時(shí)時(shí)間的預(yù)預(yù)測(cè)方法法中對(duì)于于車輛進(jìn)進(jìn)站后的的服務(wù)時(shí)時(shí)間的重重視程度度不夠，仍仍未考慮慮到公交交車輛在在路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間和在公公交站臺(tái)臺(tái)停車服服務(wù)時(shí)間間的不同同性。本本文在算算法的選選擇上，嘗嘗試將兩兩

20、者進(jìn)行行區(qū)分對(duì)對(duì)待，分分別進(jìn)行行預(yù)測(cè)。本本章就影影響公交交車輛在在路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間的各方方面因素素進(jìn)行分分析，采采用支持持向量機(jī)機(jī)作為公公交車運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間預(yù)測(cè)模模型，并并根據(jù)烏烏魯木齊齊特有的的情況進(jìn)進(jìn)行了區(qū)區(qū)別對(duì)待待，對(duì)于于影響因因素適當(dāng)當(dāng)?shù)倪M(jìn)行行了增減減。31 影影響車輛輛路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間預(yù)測(cè)的的主要因因素3111路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間的定義義對(duì)于兩個(gè)相相鄰站點(diǎn)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，路路段運(yùn)行行時(shí)間是是指公交交車輛從從站點(diǎn)ii離開(kāi)時(shí)時(shí)刻至到到達(dá)站點(diǎn)點(diǎn)i+ll并準(zhǔn)備備進(jìn)站時(shí)時(shí)刻的時(shí)時(shí)間差，即即公交車車在兩個(gè)個(gè)相鄰站站點(diǎn)之間間的運(yùn)行行時(shí)間。這這其中包包括正常行駛駛時(shí)間和和停車延延誤時(shí)間間。停車車時(shí)間主主要是指指交

21、叉口口紅綠燈燈停車等等待時(shí)間間和路途途行駛中中其他因因素導(dǎo)致致的停車車延誤時(shí)時(shí)間，不不包括車車輛在公公交站點(diǎn)點(diǎn)的等待待及乘客客上下車車產(chǎn)生的的停車時(shí)時(shí)間，本本文將站站臺(tái)內(nèi)的的時(shí)間消消耗稱為為停車服服務(wù)時(shí)間間t，并將將在第四四章對(duì)由由此造成成的時(shí)間間消耗進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)細(xì)論述。對(duì)對(duì)于多個(gè)個(gè)連續(xù)站站點(diǎn)而言言，記公公交車輛輛從站點(diǎn)點(diǎn)i離開(kāi)時(shí)時(shí)刻至到到達(dá)站點(diǎn)點(diǎn)i+nn(，一一般來(lái)說(shuō)說(shuō))并準(zhǔn)準(zhǔn)備進(jìn)站站時(shí)刻的的時(shí)間差差為T，公交交車在站站點(diǎn)i+l，ii+2，i+n-1的停車車時(shí)間分分別記為為，則則其路段段運(yùn)行時(shí)時(shí)間為。3122影響車車輛路段段運(yùn)行時(shí)時(shí)間的因因素(1)路段段正常行行駛時(shí)間間路段正常行行駛時(shí)間間是指

22、除除去受交交叉口和和其他突突發(fā)事件件因素，如如交通事事故等的的影響，公公交車以以正常速度度完成指指定路段段行駛過(guò)過(guò)程所消消耗的時(shí)時(shí)間。這這部分時(shí)時(shí)間主要要與以下下因素有有關(guān)：1)道路基基礎(chǔ)設(shè)置置。指公公交車所所經(jīng)過(guò)路路段的等等級(jí)、車車道數(shù)和和通行能能力等硬硬件條件件，這直直接影響響著公交交車輛的的行駛速速度，從從而影響響著車輛輛的運(yùn)行行時(shí)間。2)時(shí)間因因素。城城市道路路交通受受時(shí)間變變化的影影響較大大，同一一天內(nèi)交交通流量量平峰期期和高峰峰期的道道路使用用率呈現(xiàn)現(xiàn)出較大大的變化化，直接接導(dǎo)致路路網(wǎng)上車車輛的平平均行車車速度出出現(xiàn)明顯顯的差別別，是影影響車輛輛路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間諸多因因素中極極為重

23、要要的一個(gè)個(gè)。3)車輛因因素。指指公交車車輛本身身的性能能，如最最高車速速、加速速和減速速性能等等，對(duì)于于大多數(shù)數(shù)市區(qū)運(yùn)運(yùn)行的公公交線路路，由于于城市道道路交通通壓力負(fù)負(fù)荷較大大，且道道路狀況況較為復(fù)復(fù)雜，車車輛在行行駛中加加、減速速頻繁且且車速不不高，因因此車輛輛的加、減減速性能能尤為重重要。4)人的因因素。主主要是指指駕駛員員的駕駛駛技能和和應(yīng)付復(fù)復(fù)雜情況況的能力力。在我我市，城城市公交交車路段段正常行行駛時(shí)間間所占比比例與其其他城市市相比存存在較大大差距，據(jù)據(jù)資料統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，烏烏魯木齊齊市公交交車輛在在路段上上正常行行駛的時(shí)時(shí)間約占占總運(yùn)行行時(shí)間(包含站站內(nèi)停車車服務(wù)時(shí)時(shí)間)的44861，而

24、而在公交交系統(tǒng)比比較發(fā)達(dá)達(dá)的其他他城市，該該比例為為6575，這這一方面面與我市市的城市市道路交交通秩序序較為混混亂有關(guān)關(guān)，另一一方面也也因?yàn)槟磕壳皩?duì)公公交優(yōu)先先的實(shí)施施力度并并不是很很明顯。以以烏魯木木齊市BBRT快快速公交交為例，為為公交車車輛設(shè)置置專用的的、與其其他社會(huì)會(huì)車輛有有物理設(shè)設(shè)施分割割的公交交專用車車道僅在在為數(shù)不不多的幾幾條BRRT線路路上存在在，公交交優(yōu)先還還未被真真正的落落到實(shí)處處。32 支支持向量量機(jī)在公公交車輛輛路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間預(yù)測(cè)中中的應(yīng)用用公交車輛在在路段上上運(yùn)行時(shí)時(shí)間的預(yù)預(yù)測(cè)必須須具有實(shí)實(shí)時(shí)性、可可靠性和和高精度度。通常常公交車車在路段段上行駛駛的速度度受到很很

25、多隨機(jī)機(jī)因素的的干擾，如如：天氣氣和交通通擁擠程程度的變變化等，準(zhǔn)準(zhǔn)確的預(yù)預(yù)測(cè)車輛輛在路段段上行駛駛所用的的時(shí)間是是非常困困難的。近近年來(lái)，出出現(xiàn)了一一種新的的機(jī)器學(xué)學(xué)習(xí)方法法支支持向量量機(jī)(SSVM)，它主主要研究究如何從從有限觀觀測(cè)數(shù)據(jù)據(jù)和樣本本中挖掘掘出目前前尚不能能通過(guò)原原理分析析得到的的規(guī)律，并并利用這這些規(guī)律律去分析析客觀對(duì)對(duì)象，對(duì)對(duì)未知數(shù)數(shù)據(jù)或無(wú)無(wú)法觀測(cè)測(cè)的新現(xiàn)現(xiàn)象進(jìn)行行預(yù)測(cè)和和判斷。SSVM的的理論基基礎(chǔ)是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)理理論，但但是，不不同于傳傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)學(xué)的漸漸進(jìn)理論論，SVVM研究究的是在在小樣本本下的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)規(guī)律。它它具有很很強(qiáng)的學(xué)學(xué)習(xí)能力力，泛化化能力明明顯優(yōu)于于神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

26、，很很容易在在擬合程程度與泛泛化水平平上進(jìn)行行平矧。因因此，本本文選取取了SVVM來(lái)進(jìn)進(jìn)行公交交車輛在在路段上上運(yùn)行時(shí)時(shí)間的預(yù)測(cè)測(cè)。33 支支持向量量機(jī)基本本原理8支持向量機(jī)機(jī)(SVVM，SSuppporttVecctorrMacchinnes)，是VVapnnik等等根據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)習(xí)理論中中的結(jié)構(gòu)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最最小化原原則提出出的。SSVM能能夠提高高學(xué)習(xí)機(jī)機(jī)的推廣廣能力，即即使由有有限訓(xùn)練練樣本得得到的決決策規(guī)則則對(duì)獨(dú)立立的測(cè)試試集仍能能夠得到到較小的的誤差。此此外，支支持向量量機(jī)算法法是一個(gè)個(gè)凸二次次優(yōu)化問(wèn)問(wèn)題，能能夠保證證找到的的極值解解是全局局最優(yōu)解解。這些些特點(diǎn)使使支持向向量機(jī)成成為一種

27、種優(yōu)秀的的學(xué)習(xí)算算法。SSVM是是統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)理論論中最年年輕的內(nèi)內(nèi)容，也也是最實(shí)實(shí)用的部部分。下面就支持持向量機(jī)機(jī)的一些些基本原原理進(jìn)行行簡(jiǎn)要的的敘述：（1） 廣廣義最優(yōu)優(yōu)分類超超平面假定訓(xùn)練數(shù)數(shù)據(jù)可以以被一個(gè)個(gè)超平面面分開(kāi)，如如果這個(gè)個(gè)向量被被超平面面沒(méi)有錯(cuò)錯(cuò)誤的分分開(kāi)，并并且離超超平面最最近的向向量與超超平面之之間的距距離是最最大的，則則這個(gè)超超平面為為最優(yōu)超超平面。為了描述分分類超平平面，使使用一下下的形式式： 也可以使用用這些不不等式的的另外一一種緊湊湊形式可以驗(yàn)證，最最優(yōu)超平平面就是是滿足條條件并且且使得成成為一個(gè)個(gè)最小化化的超平平面。對(duì)一個(gè)超平平面如果果它以如如下的形形式將向向量X

28、分分類：則稱之為間間隔分類類超平面面，并有有以下關(guān)關(guān)于間隔隔分類超超平面集集合的VVC維的的定理。（2）非線線性情況況為了解決非非線性的的問(wèn)題，支支持向量量機(jī)采用用了通過(guò)過(guò)非線性性變化，將將非線性性問(wèn)題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為另另一個(gè)高高維特征征空間的的線性問(wèn)問(wèn)題，在在這個(gè)高高維空間間求最優(yōu)優(yōu)的線性性分類超超平面。在在線性不不可分的的問(wèn)題上上，Vaapniik等人人成功的的引入了了核空間間理論，將將低維輸輸入空間間的數(shù)據(jù)據(jù)通過(guò)非非線性映映射函數(shù)數(shù)映射到到高維屬屬性空間間，從而而把分類類問(wèn)題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化到高高維屬性性空間進(jìn)進(jìn)行。大大多數(shù)輸輸入空間間線性不不可分問(wèn)問(wèn)題在屬屬性空間間可以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為線線性可分分問(wèn)題。由由于最

29、優(yōu)優(yōu)函數(shù)和和分類函函數(shù)都只只涉及訓(xùn)訓(xùn)練樣本本之間的的內(nèi)積運(yùn)運(yùn)算，所所以，高高維特征征空間只只需進(jìn)行行內(nèi)積運(yùn)運(yùn)算，而而這種內(nèi)內(nèi)積運(yùn)算算又可以以通過(guò)原原輸入空空間的核核函數(shù)的的計(jì)算實(shí)實(shí)現(xiàn)，即即核函數(shù)數(shù)。通常來(lái)說(shuō)，對(duì)對(duì)于非線線性問(wèn)題題，通過(guò)過(guò)非線性性映射變變換為一一個(gè)高維維空間線線性問(wèn)題題的困難難在于這這個(gè)變換換可能非非常復(fù)雜雜。對(duì)于于支持向向量機(jī)而而言，這這里沒(méi)有有必要解解出變化化的具體體形式，只只要核函函數(shù)滿足足一定的的條件，就就一定對(duì)對(duì)應(yīng)某一一空間中中的內(nèi)積積。仔細(xì)細(xì)觀察線線性情況況下的分分類函數(shù)數(shù)可以知知道，其其函數(shù)只只包括待待分類樣樣本與訓(xùn)訓(xùn)練樣本本中的支支持向量量機(jī)的內(nèi)內(nèi)積，它它的求解解

30、過(guò)程也也只涉及及訓(xùn)練樣樣本之間間的內(nèi)積積運(yùn)算，因因此可以以通過(guò)核核函數(shù)來(lái)來(lái)代替最最優(yōu)分類類超平面面的點(diǎn)積積，從而而避免在在高維特特征空間間進(jìn)行的的復(fù)雜運(yùn)運(yùn)算。樣樣本空間間中分類類函數(shù)變變?yōu)楹撕瘮?shù)的選選擇需要要滿足一一定的條條件，選選擇不同同形式的的核函數(shù)數(shù)可以產(chǎn)產(chǎn)生不同同的支持持向量機(jī)機(jī)。SVM的關(guān)關(guān)鍵在于于核函數(shù)數(shù)，這也也是最值值得本文文應(yīng)用的的地方。低低維空間間向量通通常難以以劃分，解解決的方方法是將將它們映映射到高高維空間間。但這這個(gè)辦法法帶來(lái)的的困難就就是計(jì)算算復(fù)雜度度的增加加，而核核函數(shù)正正好巧妙妙地解決決了這個(gè)個(gè)問(wèn)題。也也就是說(shuō)說(shuō)，只要要選用適適當(dāng)?shù)暮撕撕瘮?shù)，我我們就可可以得到到高

31、維空空間的分分類函數(shù)數(shù)。這正正可以滿滿足本文文對(duì)公交交車輛路路段運(yùn)行行時(shí)間的的預(yù)測(cè)，由由于路網(wǎng)網(wǎng)上各種種因素的的影響，導(dǎo)導(dǎo)致輸入入量（路路網(wǎng)上影影響車輛輛運(yùn)行時(shí)時(shí)間的各各種因素素）和輸輸出量（運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間）很難難在低維維空間上上找到對(duì)對(duì)應(yīng)函數(shù)數(shù)關(guān)系，利利用SVVM可以以在不求求解函數(shù)數(shù)的情況況下，利利用核函函數(shù)進(jìn)行行高維映映射，找找尋輸入入量和輸輸出量之之間的對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系系，使得得預(yù)測(cè)可可以有保保障地進(jìn)進(jìn)行。34 回回歸支持持向量積積由于SVMM不要求求具體的的函數(shù)形形式，一一個(gè)訓(xùn)練練好的SSVM可可以捕獲獲非線性性或時(shí)變變系統(tǒng)的的輸出變變量和輸輸入變量量之間的的復(fù)雜關(guān)關(guān)系。因因此，SSVM在在

32、一些很很難用的的數(shù)學(xué)公公式表達(dá)達(dá)的復(fù)雜雜系統(tǒng)中中進(jìn)行預(yù)預(yù)測(cè)時(shí)是是非常有有用的。因因此，SSVM算算法是一一個(gè)凸二二次優(yōu)化化問(wèn)題，能能夠保證證找到的的極值就就是全局局最優(yōu)解解，而不不像其他他一些非非線性優(yōu)優(yōu)化方法法易限于于局部最最小點(diǎn)。下下面就“通通過(guò)核函函數(shù)所有有運(yùn)算都都不必映映射到高高維空間間，可以以直接在在輸入空空間上計(jì)計(jì)算”這這樣的定定理給予予證明。令x表示輸輸入向量量，y表表示輸出出向量。如如果給定定l組關(guān)關(guān)系未知知的樣本本： （3-1）SVM可以以利用一一個(gè)非線線性映射射，將數(shù)數(shù)據(jù)x映映射到高高維特征征空間HH，并在在這個(gè)空空間進(jìn)行行線性逼逼近，找找到映射射函數(shù)使使其能夠夠很好的的逼

33、近給給定數(shù)據(jù)據(jù)樣本。由由統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)理論論可知，該該函數(shù)具具有以下下形式： （33-2） 可以把回歸歸估計(jì)的的問(wèn)題定定義為對(duì)對(duì)一個(gè)損損失函數(shù)數(shù)進(jìn)行風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)最小小化的問(wèn)問(wèn)題，最最優(yōu)的回回歸函數(shù)數(shù)是通過(guò)過(guò)在一定定的約束束條件下下最小化化規(guī)則化化風(fēng)險(xiǎn)泛泛函： （33-3） 式3-3中中第一項(xiàng)項(xiàng)使函數(shù)數(shù)更為平平坦，從從而提高高泛化能能力，稱稱為規(guī)劃劃化項(xiàng)；第二項(xiàng)項(xiàng)則為經(jīng)經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)泛函，可可由不同同的損失失函數(shù)確確定，常常數(shù)控制制對(duì)超出出誤差的的樣本懲懲罰程度度。當(dāng)采采用不敏敏感損失失函數(shù)后后，有式式： （3-4）對(duì)于，如果果估計(jì)輸輸出與期期望輸出出的偏差差的絕對(duì)對(duì)值小于于，則它它等于00；否則則，它等等于

34、偏差差的絕對(duì)對(duì)值減去去，通過(guò)過(guò)引入非非負(fù)的松松駛變量量，最小化化式3-3可重重新描述述為： （33-5） （3-6） （3-7）大多數(shù)情況況下，式式3-55可以通通過(guò)它的的對(duì)偶模模型來(lái)求求，求解解方式如如下式33-8所所示： （3-8）這里，L是是拉格朗朗日函數(shù)數(shù)，為拉格格朗日乘乘子，滿滿足一下下條件： （3-9）拉格朗日函函數(shù)L在在鞍點(diǎn)處處是關(guān)于于極小點(diǎn)點(diǎn)，故可可得到： （3-10） （3-11） （33-122）將式3-110、33-111、3-12代代人3-8，可可得拉格格朗日對(duì)對(duì)偶函數(shù)數(shù) （3-133） （3-14） （3-15）函數(shù)式3-11的的最小化化是一個(gè)個(gè)凸二次次優(yōu)化問(wèn)問(wèn)題，通

35、通過(guò)拉格格朗日理理論，這這里可以以最終得得到： （3-16）式中的為拉拉格朗日日乘子。如此得出： （3-17）將核函數(shù)帶帶入到式式3-117中可可以得出出下式： （3-18）是向量和在在特征空空間和上的內(nèi)內(nèi)積，即即： （33-199）因此通過(guò)核核函數(shù)所所有的運(yùn)運(yùn)算都不不必映射射到高維維空間，可可以直接接在輸入入空間上上計(jì)算，所所以將SSVM運(yùn)運(yùn)用到公公交車輛輛路段時(shí)時(shí)間運(yùn)行行預(yù)測(cè)是是較為合合適的。4 停車車延誤的的公交車車站服務(wù)務(wù)時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)公交站點(diǎn)是是最為基基礎(chǔ)的城城市公交交設(shè)施，它它是乘客客和公共共交通運(yùn)運(yùn)輸系統(tǒng)統(tǒng)最為直直接的聯(lián)聯(lián)系紐帶帶，是公公交系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其其服務(wù)而而不可缺缺少的一一個(gè)重要

36、要環(huán)節(jié)，公公交車輛輛必須在在此?？靠繉?shí)現(xiàn)其其對(duì)乘客客進(jìn)行服服務(wù)的目目的，乘乘客也必必須在此此上下車車實(shí)現(xiàn)其其出行的的目的。公交車輛在在站點(diǎn)停?？渴怯坝绊戭A(yù)測(cè)測(cè)公交運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間的關(guān)鍵鍵因素，在在公交客客流較大大的集散散站點(diǎn)，常常有多條條公交線線路經(jīng)過(guò)過(guò)，造成成這些站站點(diǎn)上下下車和換換車的乘乘客多，為為了方便便乘客換換乘，各各條線路路的?？靠空军c(diǎn)一一般會(huì)集集中設(shè)置置，這樣樣的站點(diǎn)點(diǎn)可以稱稱為多線線路公交交停靠站站點(diǎn)。此此類公交交站點(diǎn)的的特點(diǎn)是是公交車車和乘客客流量都都較大，尤尤其是在在早晚高高峰期，當(dāng)當(dāng)多輛公公交車同同時(shí)到站站時(shí)，極極易造成成?？繀^(qū)區(qū)域內(nèi)秩秩序混亂亂，導(dǎo)致致站內(nèi)停停車時(shí)間間大幅延延

37、長(zhǎng)，并并增加了了其不確確定性。而而目前在在對(duì)公交交車輛到到達(dá)時(shí)間間進(jìn)行預(yù)預(yù)測(cè)的研研究中，對(duì)對(duì)于車輛輛的站點(diǎn)點(diǎn)?？坎⒉⒔o予足足夠的重重視，造造成了在在交通高高峰時(shí)段段預(yù)測(cè)結(jié)結(jié)果的精精確度不不理想，因因此本章章將對(duì)公公交車站站服務(wù)時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)進(jìn)行詳詳細(xì)探討討。41 公公交車輛輛站內(nèi)服服務(wù)時(shí)間間特征分分析影響乘客上上下車速速度的因因素有很很多，主主要有兩兩方面因因素。一是客觀因因素(受受硬件條條件制約約)，包包括：車門寬度度和數(shù)量量；上下車踏踏板的級(jí)級(jí)數(shù)和高高度；刷機(jī)卡機(jī)機(jī)等售檢檢票方式式；車內(nèi)構(gòu)造造，如過(guò)過(guò)道寬度度及座位位構(gòu)造等等；上、下車車乘客車車流組織織方式和和狀態(tài)；車站路面面、路緣緣石高度度

38、以及停停車地點(diǎn)點(diǎn)的條件件與構(gòu)造造。二是乘客主主觀因素素(受乘乘客的心心理影響響)，主主要包括括：天氣情況況；站臺(tái)及公公交車上上的擁擠擠程度；車內(nèi)是否否有空位位；乘客攜帶帶行李的的多少，尤尤其對(duì)長(zhǎng)長(zhǎng)途公交交車影響響較為明明顯。通過(guò)國(guó)內(nèi)外外已有的的研究成成果和后后期對(duì)烏烏魯木齊齊市內(nèi)隨隨機(jī)抽取取的5個(gè)個(gè)典型公公交車站站的調(diào)查查進(jìn)行分分析，可可知乘客客上下車車時(shí)間具有以以下特征征；乘客的上上車時(shí)間間明顯大大于下車車時(shí)間，尤尤其是烏烏魯木齊齊市目前前乘客壓壓力較大大的公交交車乘客客上車時(shí)時(shí)間明顯顯大于下下車時(shí)間間；車門較寬寬，允許許兩名乘乘客同時(shí)時(shí)下車的的車輛比比只允許許一名乘乘客下車車的要省省時(shí)27

39、7446；客流高峰峰時(shí)期，車車內(nèi)通道道較寬的的車輛比比通道較較窄的車車輛可以以減少乘乘客上下下車時(shí)間間；當(dāng)車內(nèi)有有站立乘乘客時(shí)，乘乘客上下下車時(shí)間間將明顯顯增加。(3)加速速離站過(guò)過(guò)程加速離站是是指公交交車輛在在公交站站點(diǎn)范圍圍之內(nèi)，完完成乘客客上下車車服務(wù)并并關(guān)閉車車門后開(kāi)開(kāi)始加速速出站，直直至達(dá)到到正常行行駛速度度的運(yùn)行行過(guò)程。不不同型式式的公交交?？空菊军c(diǎn)其車車輛出站站運(yùn)行特特征不同同。直線式公公交停靠靠站公交交車出站站特征描描述對(duì)于直線式式?？空菊緛?lái)說(shuō)，公公交車出出站的過(guò)過(guò)程較為為簡(jiǎn)單，其其表現(xiàn)為為一個(gè)公公交車在在乘客上上下車結(jié)結(jié)束后從從零速啟啟動(dòng)加速速直至達(dá)達(dá)到正常常的跟車車行駛狀狀

40、態(tài)的過(guò)過(guò)程。根據(jù)實(shí)際的的調(diào)查情情況和資資料統(tǒng)計(jì)計(jì)，在理理想交通通狀態(tài)下下，在公公交車加加速出站站的過(guò)程程中，公公交駕駛駛員一般般要進(jìn)行行三次換換檔才能能完成加加速出站站過(guò)程。第第一個(gè)檔檔位的車車速一般般取100155krnnh，時(shí)時(shí)長(zhǎng)為22s：第第二個(gè)檔檔位的車車速一般般取200255kmh，時(shí)時(shí)長(zhǎng)為33s；第第三個(gè)檔檔位的車車速一般般取300355kmh；當(dāng)當(dāng)公交車車到達(dá)第第三檔位位車速時(shí)時(shí)即認(rèn)為為加速出出站過(guò)程程結(jié)束，車車輛進(jìn)入入跟車行行駛狀態(tài)態(tài)。當(dāng)交交通較為為擁堵的的情況下下，道路路通行速速度較低低，當(dāng)公公交車行行駛速度度達(dá)到道道路行車車平均速速度后即即可視為為已經(jīng)離離站，實(shí)實(shí)際離站站時(shí)

41、間與與平峰時(shí)時(shí)期沒(méi)有有較大差差異。港灣式公公交停靠靠站公交交車出站站特征描描述對(duì)于港灣式式公交停?？空緛?lái)來(lái)說(shuō)，由由于公交交車輛出出站時(shí)要要重新匯匯入相鄰鄰車道的的直行交交通流，使使得公交交出站過(guò)過(guò)程較為為復(fù)雜。除除了要考考慮公交交車的加加速出站站過(guò)程，還還要考慮慮與?？靠空鞠噜忇徿嚨赖牡慕煌顮顟B(tài)的影影響。一一般情況況下認(rèn)為為與停靠靠站相鄰鄰的路段段車道的的直行交交通流為為優(yōu)先交交通流，停?？空镜牡墓卉囓嚦稣緯r(shí)時(shí)要讓行行，但從從目前烏烏魯木齊齊市實(shí)際際的公交交車輛運(yùn)運(yùn)行狀況況來(lái)看，情情況并非非如此，由由于出站站的公交交車爭(zhēng)道道搶行，迫迫使路段段的交通通流減速速甚至產(chǎn)產(chǎn)生擁塞塞的情況況比比皆皆

42、是，而而公交車車輛的出出站受影影響卻不不是很大大，因此此，本文文將車港港灣式站站點(diǎn)車輛輛出站等等同為直直線式站站點(diǎn)。42 公公交站點(diǎn)點(diǎn)車輛站站內(nèi)服務(wù)務(wù)時(shí)間特特征調(diào)查查分析4211 站點(diǎn)點(diǎn)的車輛輛到達(dá)分分布特征征由于在一定定時(shí)間間間隔內(nèi)，例例如平峰峰和高峰峰小時(shí)，公公交線路路的發(fā)車車間隔是是一定的的。因此此，理論論上一個(gè)個(gè)站點(diǎn)在在一定的的時(shí)間間間隔內(nèi)，公公交車輛輛的到達(dá)達(dá)數(shù)量應(yīng)應(yīng)該是恒恒定不變變的，等等于各個(gè)個(gè)線路公公交發(fā)車車頻率之之和與統(tǒng)統(tǒng)計(jì)時(shí)間間的乘積積。但是，實(shí)際際上在沒(méi)沒(méi)有完全全實(shí)行公公交專用用道和交交叉口公公交信號(hào)號(hào)優(yōu)先的的情況下下，由于于公交車車輛的運(yùn)運(yùn)行受到到道路交交通條件件、交叉

43、叉口信號(hào)號(hào)控制和和站點(diǎn)停停靠延誤誤等不確確定因素素的影響響，每輛輛公交車車到達(dá)站站點(diǎn)的時(shí)時(shí)間是不確確定的，同同一條線線路相鄰鄰的兩輛輛公交車車輛到達(dá)達(dá)站點(diǎn)的的時(shí)間間間隔與發(fā)發(fā)車間隔隔也不一一致。因因此，在在較短的的時(shí)間間間隔內(nèi)，公公交站點(diǎn)點(diǎn)車輛的的到達(dá)是是不確定定的。4222進(jìn)出站站過(guò)程中中加減速速時(shí)間特特征分析析影響公交車車輛進(jìn)出出站時(shí)加加減速時(shí)時(shí)間的因素素有很多多，其中中主要有有道路交交通流量量、車站站乘客數(shù)數(shù)量、車車輛性能能和站臺(tái)臺(tái)設(shè)置形形式等。根根據(jù)對(duì)烏烏魯木齊齊市的44個(gè)不同同公交站站點(diǎn)的調(diào)調(diào)查數(shù)據(jù)據(jù)，對(duì)結(jié)結(jié)果進(jìn)行行統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)見(jiàn)附錄33）。結(jié)果顯示：直線式式與港灣灣式?？靠空竟唤卉囕v

44、的的進(jìn)站減減速時(shí)間間差別不不大，直直線式公公交?？靠空疽话惆慵性谠?88秒之間間，其中中以46秒為為最多，占占調(diào)查總總數(shù)的445，其其次為668秒秒，占調(diào)調(diào)查總數(shù)數(shù)的366；港港灣式公公交?？靠空疽话惆慵性谠?110秒，依依然以446秒秒為最多多，占調(diào)調(diào)查總數(shù)數(shù)的4ll。直線式與港港灣式公公交車輛輛的離站站加速時(shí)時(shí)間有著著較明顯顯的差別別，直線線式?？靠空竟唤卉囕v的的離站加加速時(shí)間間一般集集中在66144秒之間間，以88100秒為最最多，占占調(diào)查總總數(shù)的338，其其次為110112秒，占占調(diào)查總總數(shù)的331；而港灣灣式停靠靠站的車車輛離站站加速時(shí)時(shí)間比較較離散，大大概集中中在618秒秒之

45、間，以以1214ss為最多多，占調(diào)調(diào)查總數(shù)數(shù)的277，其其次為110112秒，占占調(diào)查總總數(shù)的224。43 停停車服務(wù)務(wù)時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)本節(jié)預(yù)測(cè)的的公交停停車服務(wù)務(wù)時(shí)間指指的是公公交車駛駛?cè)胝九_(tái)臺(tái)的起點(diǎn)點(diǎn)至離開(kāi)開(kāi)站臺(tái)這這段正常常停靠過(guò)過(guò)程中所所花費(fèi)的的時(shí)間，也也可稱為為停車延延誤，在在數(shù)值上上表現(xiàn)為為車輛在在實(shí)際運(yùn)運(yùn)行過(guò)程程中和在在理想狀狀態(tài)下不不停車通通過(guò)站臺(tái)臺(tái)的時(shí)間間差值11。本章的前部部已經(jīng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)要的論論述了整整個(gè)?？靠窟^(guò)程以以及各過(guò)過(guò)程的時(shí)時(shí)間分布布特征，這這里將其其簡(jiǎn)要敘敘述為以以下幾個(gè)個(gè)步驟：1、減速進(jìn)進(jìn)站；2、等待前前面車輛輛；3、停車同時(shí)開(kāi)開(kāi)門；4、乘客上上下車；5、關(guān)門；6、等待前前

46、面車輛輛并準(zhǔn)備備離站，可可能產(chǎn)生生二次及及多次停停車；7、加速離離站。當(dāng)在交通平平峰時(shí)段段，步驟驟2和66發(fā)生的的情況比比較少，車車輛直接接就可進(jìn)進(jìn)站提供供服務(wù)，同同時(shí)乘客客上下車車并關(guān)門門后車輛輛可以直直接離開(kāi)開(kāi)站點(diǎn)，但但是當(dāng)高高峰時(shí)期期，由于于路網(wǎng)上上車流密密度較大大，各個(gè)個(gè)班次的的公交車車輛同時(shí)時(shí)進(jìn)出站站而造成成了站點(diǎn)點(diǎn)內(nèi)部的的擁堵，這這會(huì)導(dǎo)致致車輛的的二次停停車以及及出站困困難，本本小節(jié)主主要就基基本的一一次停車車服務(wù)進(jìn)進(jìn)行分析析。由于預(yù)測(cè)算算法中涉涉及變量量較多，下下面首先先就各個(gè)個(gè)變量進(jìn)進(jìn)行定義義：站臺(tái)長(zhǎng)度為為L(zhǎng)；公交車輛長(zhǎng)長(zhǎng)度為ll；公交車輛駛駛?cè)胝军c(diǎn)點(diǎn)時(shí)耗為為；公交車輛在在駛?cè)?/p>

47、站站點(diǎn)前的的平均速速度為；公交車輛的的進(jìn)站時(shí)時(shí)減速度度為；公交車輛駛駛出站點(diǎn)點(diǎn)時(shí)耗為為；公交車輛在在駛出站站點(diǎn)后的的平均速速度為；公交車輛的的出站時(shí)時(shí)加速度度為；乘客上下車車時(shí)間；上車乘客數(shù)數(shù)為；下車乘客數(shù)數(shù)為；上車乘客的的平均時(shí)時(shí)耗為；下車乘客的的平均時(shí)時(shí)耗為；由于各種原原因造成成的對(duì)乘乘客上下下車速度度的影響響因子；理想狀態(tài)下下公交車車輛不停停車通過(guò)過(guò)站臺(tái)的的時(shí)耗為為公交車輛的的總停車車服務(wù)時(shí)時(shí)間為在一次停車車的狀態(tài)態(tài)下，公公交車輛輛的停車車服務(wù)時(shí)時(shí)間表示示方法較較為簡(jiǎn)單單，只需需要考慮慮車輛的的停車、啟啟動(dòng)以及及乘客上上下車的的因素，比比較易于于分析。在在基本延延誤過(guò)程程中不考考慮其它它

48、車輛的的干擾，特特別是前前面車輛輛的干擾擾，在分分析過(guò)程程中假設(shè)設(shè)站臺(tái)長(zhǎng)長(zhǎng)度L足足夠長(zhǎng)，車車輛在站站臺(tái)內(nèi)才才開(kāi)始制制動(dòng)。即即L應(yīng)滿足足：而公交車輛輛的停車車服務(wù)時(shí)時(shí)間可以以描述為為：其中：式中車輛加加速離站站時(shí)，當(dāng)當(dāng)速度達(dá)達(dá)到而并并未完全全駛出站站臺(tái)時(shí)，以以此速度度勻速離離開(kāi)站臺(tái)臺(tái)所消耗耗的時(shí)間間。式中影響因因子廳的的取值則則根據(jù)天天氣概況況、站內(nèi)內(nèi)及車內(nèi)內(nèi)人數(shù)和和車輛的的具體特特征進(jìn)行行取值，其其取值范范圍一般般為0.811.5不不等。5 公交車車到站時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)模型驗(yàn)驗(yàn)證隨著新疆經(jīng)經(jīng)濟(jì)的快快速發(fā)展展，烏魯魯木齊作作為一個(gè)個(gè)國(guó)際化化大城市市，機(jī)動(dòng)動(dòng)車的持持續(xù)快速速增長(zhǎng)給給城市交交通帶來(lái)來(lái)巨大

49、壓壓力，路路、橋等等交通設(shè)設(shè)施的建建設(shè)難以以適應(yīng)汽汽車高速速增長(zhǎng)的的需要，因因此大力力發(fā)展公公共交通通成為目目前的首首要任務(wù)務(wù)。在這這里本文文的預(yù)測(cè)測(cè)實(shí)例驗(yàn)驗(yàn)證將選選取烏魯魯木齊市市的一個(gè)個(gè)公交線線路為背背景進(jìn)行行，根據(jù)據(jù)第二章章乘客需需求調(diào)查查中得知知，絕大大多數(shù)乘乘客對(duì)預(yù)預(yù)測(cè)信息息需求時(shí)時(shí)間是110分鐘鐘，即只只關(guān)心十十分鐘內(nèi)內(nèi)公交車車輛的到到達(dá)信息息，因此此本文實(shí)實(shí)例選取取大體上上基于此此要求。為驗(yàn)證上述述模型的的精度，進(jìn)進(jìn)行了與與實(shí)際時(shí)時(shí)間的比比較，本本文選取取的烏魯魯木齊市市52路路公交車車路線的的11個(gè)個(gè)車站110個(gè)路路段進(jìn)行行預(yù)測(cè)，然然后與實(shí)實(shí)際運(yùn)行行時(shí)間進(jìn)進(jìn)行相比比較。552路

50、公公交車從從哈密路路到鐵路路局，全全長(zhǎng)6.7kmm，共111個(gè)車車站。圖5-1 52路路公交路路線站點(diǎn)點(diǎn)地理位位置圖選取正常工工作日的的早高峰峰（8:3010：30）、平平峰（113:000115：000）和和晚高峰峰（188:300300:300），共共獲得66組有效效數(shù)據(jù)。每每組數(shù)據(jù)據(jù)包括，每每輛公交交車到達(dá)達(dá)各站點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間和和從該站站點(diǎn)出發(fā)發(fā)的時(shí)間間，SVVM的輸輸入變量量為路段段的運(yùn)行行時(shí)間，為為此，將將調(diào)查的的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成每每輛公交交車在兩兩個(gè)車站站之間的的運(yùn)行時(shí)時(shí)間，并并對(duì)數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行歸歸一化處處理。表3-1公公交車輛輛路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間分配表表影響因素交叉口延誤誤路段正常運(yùn)運(yùn)行其他交通

51、延延誤所占比重(%)25%70%5%本示例預(yù)測(cè)測(cè)是522路車從從哈密路路發(fā)車，行行駛至鐵鐵路局需需要的全全部時(shí)間間。在平平峰時(shí)段段和高峰峰時(shí)段，其其預(yù)測(cè)結(jié)結(jié)果與實(shí)實(shí)際情況況分別進(jìn)進(jìn)行對(duì)比比，其結(jié)結(jié)果如表表中所示示。表5-2、55-4中中所列出出的預(yù)測(cè)測(cè)值是SSVM預(yù)預(yù)測(cè)值與與站內(nèi)預(yù)預(yù)測(cè)值，時(shí)間差值是預(yù)測(cè)的公交車從哈密路駛出至到達(dá)鐵路局站總消耗時(shí)間與真實(shí)值之間的差值。表5-2 平峰時(shí)時(shí)段預(yù)測(cè)測(cè)值與真真實(shí)值對(duì)對(duì)照表（單單位：秒秒）班次預(yù)測(cè)值真實(shí)值時(shí)間差值路段時(shí)間站內(nèi)時(shí)間路段時(shí)間站內(nèi)時(shí)間13512301072881510329-29350114716-24622166343

52、661126910-6740935122833163822-1191201015113-341032143716-7569135629175-100總時(shí)間704804-100圖5-3 平峰時(shí)時(shí)段預(yù)測(cè)測(cè)值與真真實(shí)值之之間的比比較表5-4 高峰時(shí)時(shí)段預(yù)測(cè)測(cè)值與真真實(shí)值對(duì)對(duì)照表（單單位：秒秒）班次預(yù)測(cè)值真實(shí)值時(shí)間差值路段時(shí)間站內(nèi)時(shí)間路段時(shí)間站內(nèi)時(shí)間138194620-9270159316-24351147435-44425172919-6544137115-29632164115-8741115112-11829173826141031214823-194381615831

53、98-182總時(shí)間599781-182表5-5 高峰時(shí)時(shí)段預(yù)測(cè)測(cè)值與真真實(shí)值之之間的比比較從預(yù)測(cè)結(jié)果果與真實(shí)實(shí)值的對(duì)對(duì)比分析析，可以以總結(jié)出出以下幾幾點(diǎn)：（1）本文文所采用用的預(yù)測(cè)測(cè)方法的的預(yù)測(cè)精精度可以以滿足使使用要求求，平峰峰時(shí)段預(yù)預(yù)測(cè)值與與真實(shí)值值的時(shí)間間差控制制在400秒以內(nèi)內(nèi)，而高高峰時(shí)段段的時(shí)間間差在660秒內(nèi)內(nèi)，雖然然差值較較大，但但也可以以滿足要要求，根根據(jù)調(diào)查查，高峰峰時(shí)段精精準(zhǔn)度在在2分鐘鐘以內(nèi)的的預(yù)測(cè)結(jié)結(jié)果還是是可以讓讓絕大多多數(shù)乘客客滿足。 （22）對(duì)于于路段運(yùn)運(yùn)行時(shí)間間預(yù)測(cè)，無(wú)無(wú)論是平平峰還是是高峰時(shí)時(shí)段，其其預(yù)測(cè)結(jié)結(jié)果都不不是很理理想，這這是由于于好多因因素未考考慮

54、到；同時(shí)，由由于公交交車運(yùn)行行時(shí)間采采集不夠夠精確使使運(yùn)行時(shí)時(shí)間有一一定的誤誤差；就就是烏魯魯木齊近近期在施施工，對(duì)對(duì)公交車車運(yùn)行有有這一定定的影響響。 （33）對(duì)于于平峰時(shí)時(shí)段的站站內(nèi)停車車服務(wù)時(shí)時(shí)間的預(yù)預(yù)測(cè)，預(yù)預(yù)測(cè)值普普遍略小小于真實(shí)實(shí)值，這這主要是是由于平平峰時(shí)段段乘客上上下速度度不一，尤尤其是乘乘客分批批到達(dá)時(shí)時(shí)，司機(jī)機(jī)會(huì)停車車進(jìn)行等等候，導(dǎo)導(dǎo)致了實(shí)實(shí)際的站站內(nèi)服務(wù)務(wù)時(shí)間值值比預(yù)測(cè)測(cè)值偏大大，這一一現(xiàn)象可可通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)期的數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)研研，找出出預(yù)測(cè)值值和實(shí)際際值之間間的差值值規(guī)律，進(jìn)進(jìn)一步縮縮小預(yù)測(cè)測(cè)誤差。 （44）部分分高峰時(shí)時(shí)段的站站內(nèi)停車車服務(wù)時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)值明顯顯低于真真實(shí)值，有有些站

55、高高出真實(shí)實(shí)值好多多，這是是由于預(yù)預(yù)測(cè)還有有部分因因素沒(méi)有有考慮到到，而且且由于道道路施工工情況影影響了公公交車的的運(yùn)行，或或者某些些路段造造成大量量的車輛輛擁擠狀狀況，這這都是為為考慮到到的。還還有就是是沒(méi)有考考慮到公公交車在在站內(nèi)二二次及多多次停車車延誤這這一步驟驟，而這這一過(guò)程程在算法法中無(wú)法法得以體體現(xiàn)，所所以導(dǎo)致致預(yù)測(cè)值值高于真真實(shí)值。6 結(jié)論與與展望公交到站時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)是智能能公交系系統(tǒng)的重重要組成成部分及及關(guān)鍵技技術(shù)之一一，對(duì)促促進(jìn)城市市公交系系統(tǒng)的進(jìn)進(jìn)步與發(fā)發(fā)展及提提高公交交乘客的的乘車滿滿意度有有著極為為重要的的意義。本文分析了公交預(yù)測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，并根據(jù)烏魯木齊市目

56、前已有公交系統(tǒng)資源，在對(duì)其架構(gòu)進(jìn)行分析，確定了研究的技術(shù)可行性及現(xiàn)實(shí)可行性，并在公交車站調(diào)查和走行調(diào)查的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了基于支持向量機(jī)的公交路段運(yùn)行時(shí)間預(yù)測(cè)模型和基于停車延誤的公交車站服務(wù)時(shí)間預(yù)測(cè)算法，通過(guò)實(shí)例可以驗(yàn)證，這里所設(shè)計(jì)的模型和算法具有較高的準(zhǔn)確性。由于公交到到達(dá)時(shí)間間的預(yù)測(cè)測(cè)過(guò)于復(fù)復(fù)雜，加加之本人人的能力力和時(shí)間間限制，本本文在以以下幾處處仍存在在不足和和尚未解解決的問(wèn)問(wèn)題：(1)由于于調(diào)查經(jīng)經(jīng)費(fèi)和時(shí)時(shí)問(wèn)限制制，對(duì)于于公交數(shù)數(shù)據(jù)采集集得不夠夠全面，因因此在平平峰時(shí)段段公交車車站服務(wù)務(wù)時(shí)間的的預(yù)測(cè)算算法中，預(yù)預(yù)測(cè)值和和真實(shí)值值之間本本可以通通過(guò)長(zhǎng)期期調(diào)研進(jìn)進(jìn)行修正正的誤差差值無(wú)法法得

57、知，未未能進(jìn)一一步提高高其預(yù)測(cè)測(cè)精度。(2)對(duì)于于公交車車站服務(wù)務(wù)時(shí)間的的預(yù)測(cè)，由由于在高高峰期公公交車輛輛站內(nèi)停停車次數(shù)數(shù)的不確確定性在在算法中中難以體體現(xiàn)，導(dǎo)導(dǎo)致對(duì)個(gè)個(gè)別車輛輛的預(yù)測(cè)測(cè)結(jié)果出出現(xiàn)了較較大的偏偏差，這這也是尚尚待解決決的一個(gè)個(gè)問(wèn)題。參考文獻(xiàn)：1 譚譚滿春,毛宗元元.城市市公共汽汽車?？靠空具x址址模型J.公共交交通科技技,19999,16(2):59-61.2 楊楊濤.我我國(guó)城市市道路網(wǎng)網(wǎng)體系基基本問(wèn)題題及若干干建議J.城市交交通,220044,2(3):3266-3227.3 李李小靜.對(duì)城市市公交路路網(wǎng)優(yōu)化化內(nèi)涵的的分析與與研究J.河西學(xué)學(xué)院學(xué)報(bào)報(bào),20005,13(5):

58、31-35.4 楊楊兆升.關(guān)于智智能運(yùn)輸輸系統(tǒng)的的關(guān)鍵理理論綜綜合路段段行程時(shí)時(shí)間預(yù)測(cè)測(cè)的研究究J,交通通運(yùn)輸工工程學(xué)報(bào)報(bào),2001,1(11):665-667.5 曾曾松,楊楊曉光.行程時(shí)時(shí)間信息息質(zhì)量與與接受水水平關(guān)系系J.中國(guó)國(guó)公路報(bào)報(bào),20002,15(4):81-84.6 楊楊兆升,保麗霞霞.基于于Fuzzzy回回歸的快快速路行行程時(shí)間間預(yù)測(cè)模模型研究究J.公路路交通科科技，220044,211(3):788-800.7 毛毛林繁.城市公公交網(wǎng)絡(luò)絡(luò)可靠性性的雙層層規(guī)劃模模型JJ.中中國(guó)公路路學(xué)報(bào),20002,115(33):888-991.8 于于濱,楊楊忠振.應(yīng)用支支持向量量基預(yù)測(cè)

59、測(cè)公交車車運(yùn)行時(shí)時(shí)間JJ.系系統(tǒng)工程程理論與與實(shí)踐,20007,7(44):1160-1665.9 于于濱,蔣蔣永雷.支持向向量機(jī)在在公交車車輛運(yùn)行行時(shí)間預(yù)預(yù)測(cè)中的的應(yīng)用J.大連海海事大學(xué)學(xué)學(xué)報(bào),20008,34(44):11-3.10 王俊,陳學(xué)武武.影響響城市公公交車輛輛運(yùn)行時(shí)時(shí)間的因因素分析析及改進(jìn)進(jìn)措施J.城市公公共交通通,20004,21(l):6-77.11 郭四玲玲等.公公交車停?？繒r(shí)間間的統(tǒng)計(jì)計(jì)分析J.廣兩師師范大學(xué)學(xué)學(xué)報(bào),20006,66(6):199-20.12 彭慶艷艷,郭冠冠英.公公共汽車車?？繒r(shí)時(shí)間研究究J.城市市公交規(guī)規(guī)劃與管管理,20002,22(6):455-4

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