在上游、站臺和下游區(qū)間及?？糠?wù)整體運(yùn)行狀態(tài)的聚類結(jié) 果作為目標(biāo)變量，從而確定公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的聚類分析結(jié)果；
[0029] 6)結(jié)合步驟4)分別得到的每輛公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及?？糠?wù)運(yùn)行狀 態(tài)聚類結(jié)果，作為反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)模型的初始輸入變量，步驟5)得到公交車在整 個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的聚類結(jié)果作為期望輸出變量，通過敏感性分析篩選出對期望輸出變量敏 感度較高的輸入變量；
[0030] 7)步驟6)基礎(chǔ)得到的輸入變量作為BPNN模型的初始變量，通過網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到公交 車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的輸出聚類結(jié)果，即輸出變量，與步驟5)得到的公交車在整體區(qū)間 運(yùn)行狀態(tài)的期望輸出聚類結(jié)果進(jìn)行對比，即輸出變量與期望輸出變量之間對比，能夠驗(yàn)證 兩步聚類方法評價公交車運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確性。使用本發(fā)明方法首先可以從個體和整體的角 度對公交站臺毗鄰區(qū)公交車在3個區(qū)間和?？糠?wù)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行聚類評價，并根據(jù)BPNN 模型實(shí)時驗(yàn)證公交車整體運(yùn)行狀態(tài)評價的準(zhǔn)確性，避免和防止公交車運(yùn)行狀態(tài)評價誤差的 出現(xiàn)。
[0031] 下面本實(shí)施例用在南京市選擇下述4個類型標(biāo)準(zhǔn)的道路中途公交站臺作為研究對 象。類型1:通過道路標(biāo)線來分離機(jī)動車道和自行車道，公交站臺設(shè)置在人行道上。類型2:通 過物理隔離設(shè)施來分離機(jī)動車道和自行車道，公交站臺處物理設(shè)施變成了道路標(biāo)線并設(shè)置 在人行道上。類型3:通過物理隔離設(shè)施來分離機(jī)動車道和自行車道，公交站臺設(shè)置在機(jī)非 物理分隔帶上。類型4:通過物理隔離設(shè)施來分離機(jī)動車道和自行車道，公交站臺為港灣形 式并設(shè)置在機(jī)非物理分隔帶上，如圖1所示。
[0032]以類型1的公交站臺為例，說明公交站臺毗鄰區(qū)設(shè)置檢測點(diǎn)的位置，并在同時能夠 包括橫斷面1、2、3和4周圍交通情況和?？空九_服務(wù)情況的高空位置安裝視頻檢測設(shè)備，例 如各檢測點(diǎn)之間相隔20米，具體距離長度可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，如圖2所示。
[0033] 下面用在南京市選擇符合上述類型標(biāo)準(zhǔn)4個公交站點(diǎn)，2013年5-7月晴朗天氣下在 高處建筑物放置攝像機(jī)(保證能夠拍攝60米視野范圍內(nèi)的數(shù)據(jù))進(jìn)行拍攝獲得數(shù)據(jù)。在每個 公交站臺記錄6-7個15米in視頻片段。在視頻上標(biāo)記橫斷面1、2、3和4，從而通過視頻記錄公 交車經(jīng)過橫斷面1、2、3和4的瞬時行駛時間（精確到0.1秒），并且通過視頻觀察記錄每輛公 交車?？空九_服務(wù)的開始時間和重新啟動時間數(shù)據(jù)。
[0034] 在視頻數(shù)據(jù)庫中總共采集了 4個公交站臺的396個公交車范例，選取了公交車毗鄰 區(qū)范圍內(nèi)劃分的3個區(qū)間的行駛時間和?？糠?wù)時間數(shù)據(jù)，將4個公交站臺類型所有統(tǒng)計的 公交車3個區(qū)間的行駛時間和?？糠?wù)時間組合成數(shù)據(jù)樣本。
[0035]首先，以每輛公交車作為基準(zhǔn)單位，通過視頻采集已劃分的3個區(qū)域內(nèi)的公交車行 駛時間和停靠服務(wù)時間，并以3個區(qū)間的行駛時間和公交車停靠服務(wù)時間分別作為聚類變 量，采用聚類方法(如采用兩步聚類、k-means聚類等常用聚類方法)對公交車各區(qū)間行駛時 間和停靠服務(wù)時間進(jìn)行聚類分析。本例中，運(yùn)用兩步聚類方法將公交車的3個區(qū)間和?？糠?務(wù)運(yùn)行狀態(tài)劃分為不同聚類結(jié)果，類型1公交站臺的公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及?？?服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)被劃分為3、2、3、3類，類型2公交站臺的公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及停 靠服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)被劃分為2、2、2、2類，類型3公交站臺的公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及 ?？糠?wù)運(yùn)行狀態(tài)被劃分為3、2、3、2類，類型4公交站臺的公交車在上游、站臺和下游區(qū)間 及?？糠?wù)運(yùn)行狀態(tài)被劃分為2、3、4、2類，如表1所示。表中狀態(tài)分別與公交車運(yùn)行狀態(tài)的 分類相對應(yīng)，即狀態(tài)1代表分類1，其中數(shù)值為狀態(tài)的類中心數(shù)值。
[0036] 表1四種類型公交站臺的公交車三個區(qū)間和?？糠?wù)運(yùn)行狀態(tài)分類結(jié)果
[0037]
[0038]
[0039]然后，以公交車上游、站臺和下游區(qū)間的行駛時間以及?？糠?wù)時間為一個整體 共同作為聚類變量，采用兩步聚類方法對公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行聚類分析，從而 得到公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的期望輸出變量結(jié)果。本例中，利用運(yùn)用兩步聚類法將公 交車上游、站臺和下游區(qū)間及停靠服務(wù)的整體運(yùn)行狀態(tài)劃分為不同聚類結(jié)果，類型1公交站 臺的公交車整體運(yùn)行狀態(tài)被劃分為3類，類型2公交站臺的公交車整體運(yùn)行狀態(tài)被劃分為4 類，類型3公交站臺的公交車整體運(yùn)行狀態(tài)被劃分為3類，類型4公交站臺的公交車整體運(yùn)行 狀態(tài)被劃分為2類。
[0040] 接著，以每輛公交車在上游、站臺和下游區(qū)間的行駛時間以及停靠服務(wù)時間聚類 結(jié)果作為初始輸入變量，上游、站臺和下游區(qū)間及?？糠?wù)的整體運(yùn)行狀態(tài)的聚類結(jié)果作 為期望輸出變量，通過敏感性分析篩選出對期望輸出變量敏感度較高的輸入變量;例如，對 于類型1的聚類結(jié)果是3、2、3和3作為初始輸入變量，3作為期望輸出變量;通過敏感性分析 得到的各變量的敏感度系數(shù)在0-1范圍內(nèi)，可以設(shè)定敏感度系數(shù)超過設(shè)定閾值(如0.5,可根 據(jù)實(shí)際結(jié)果進(jìn)行調(diào)整)對應(yīng)的變量為敏感度較高的輸入變量。
[0041] 將在此基礎(chǔ)上得到的敏感度較高的輸入變量作為反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)模型 的初始變量，通過網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到公交車在3個區(qū)間行駛和?？糠?wù)的整體運(yùn)行狀態(tài)的輸出 聚類結(jié)果，即輸出變量。與得到的公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的期望輸出聚類結(jié)果進(jìn)行對 比，即輸出變量與期望變量之間對比，能夠驗(yàn)證兩步聚類方法評價公交車運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確 性，即通過輸出變量與期望變量數(shù)據(jù)對比核對公交車運(yùn)行狀態(tài)評價的準(zhǔn)確性，如表2所示。 表中數(shù)值表示所研究不同類型公交站臺被劃分為不同的公交車數(shù)目，正確率數(shù)值為輸出的 整體狀態(tài)結(jié)果與期望的整體狀態(tài)結(jié)果對應(yīng)正確比率。
[0042] 表2四種類型公交站臺的公交車整體運(yùn)行狀態(tài)的輸出變量和期望輸出變量結(jié)果對 比
[0043]
[0044]
[0045]當(dāng)發(fā)現(xiàn)某輛公交車的輸出變量與期望輸出變量數(shù)據(jù)差異較大，表明該公交車運(yùn)行 狀態(tài)評價的正確性存在較大的誤差，然后結(jié)合從個體和整體角度公交車上游、站臺和下游 區(qū)間及?？糠?wù)運(yùn)行狀態(tài)的聚類評價結(jié)果，深入分析其公交車主要運(yùn)行狀態(tài)，此時通過對 公交車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測，交通管理部門應(yīng)評估該公交站臺毗鄰區(qū)范圍內(nèi)公交車運(yùn)營效率 實(shí)時情況，從而采取應(yīng)對措施來改善其公交運(yùn)營的效率，如可變信息顯示板向駕駛員發(fā)布 該點(diǎn)覆蓋路段的公交運(yùn)行狀態(tài)的評價情況，提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛車輛，安排交警和公交站 臺協(xié)助工作人員進(jìn)行管理，對市政工程具有實(shí)踐價值。
【主權(quán)項】
1. 一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，其特征是包括以下步驟： (1) 將公交站臺毗鄰區(qū)分為上游、站臺和下游三個區(qū)間，通過視頻檢測器采集公交站臺 毗鄰區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，獲取每輛公交車在這三個區(qū)間的行駛時間，以及在站臺區(qū)間的?？糠?務(wù)時間； (2) 以每輛公交車在上游、站臺和下游區(qū)間的行駛時間及?？糠?wù)時間分別作為聚類 變量進(jìn)行聚類，分別得到公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及停靠服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)聚類結(jié)果； (3) 以每輛公交車在上游、站臺和下游區(qū)間的行駛時間及?？糠?wù)時間共同作為聚類 變量進(jìn)行聚類，得到公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的聚類結(jié)果； (4) 將步驟(2)得到的公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及停靠服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)聚類結(jié)果， 作為反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)模型的初始變量，并將通過網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練得到公交車在整個 區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的輸出聚類結(jié)果，與步驟(3)得到的公交車在整體區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的聚類結(jié)果 進(jìn)行對比，從而驗(yàn)證通過聚類方法評價公交車運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，其特征 是，所述步驟(3)和步驟(4)之間還包括:將步驟(2)得到的公交車在上游、站臺和下游區(qū)間 及?？糠?wù)運(yùn)行狀態(tài)聚類結(jié)果，作為BPNN模型的初始輸入變量，步驟(3)得到的公交車在整 個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的聚類結(jié)果作為期望輸出變量，通過敏感性分析篩選出對期望輸出變量敏 感度較高的輸入變量； 在步驟(4 )中將所得到的敏感度較高的輸入變量作為BPNN模型的初始變量。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，其特征 是，所述步驟(1)中選取60米的公交站臺毗鄰區(qū)域作為研究區(qū)域，沿著車輛行駛方向確定公 交站臺的起點(diǎn)，在公交站臺峨鄰區(qū)范圍內(nèi)從該起點(diǎn)往上游方向擴(kuò)展20米記為1點(diǎn)，作為被選 取60米研究區(qū)域的起點(diǎn)，從該起點(diǎn)往下游方向順延20米記為2點(diǎn)，并把橫斷面1至2的行駛區(qū) 間定義為上游區(qū)間;往下游方向順延20米記為3點(diǎn)，并把橫斷面2至3點(diǎn)的行駛區(qū)間定義為站 臺區(qū)間;再往下游方向順延20米記為4點(diǎn)，并把橫斷面3至4點(diǎn)的行駛區(qū)間定義為下游區(qū)間。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，其特征 是，所述步驟(1)中通過一個能夠覆蓋所述三個區(qū)間的球型視頻檢測器監(jiān)測橫斷面1、2、3和 4附近交通情況，采集每輛公交車頭依次經(jīng)過這四個檢測點(diǎn)橫斷面的行駛時間數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，其特征 是，所述步驟（1)中單獨(dú)設(shè)置一個覆蓋站臺區(qū)間的球型視頻檢測器監(jiān)測公交車停靠站臺服 務(wù)情況，采集每輛公交車停靠站臺服務(wù)的開始時間和重新啟動時間數(shù)據(jù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，其特征 是，所述步驟(2)或(3)中通過兩步聚類方法進(jìn)行聚類分析。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種公交站臺毗鄰區(qū)公交車運(yùn)行狀態(tài)評價驗(yàn)證方法，將公交站臺毗鄰區(qū)劃分為上游、站臺和下游區(qū)間，通過視頻檢測器采集并獲取三個區(qū)間的行駛時間和?？糠?wù)時間數(shù)據(jù)，通過聚類分析分別得到公交車在上游、站臺和下游區(qū)間及停靠服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)與公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的期望聚類結(jié)果，并與采用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型得到的公交車在整個區(qū)間運(yùn)行狀態(tài)的輸出聚類結(jié)果進(jìn)行對比，能夠驗(yàn)證聚類方法對公交車運(yùn)行狀態(tài)評價的準(zhǔn)確性。本發(fā)明方法處理簡單易行，便于實(shí)時鑒別公交車運(yùn)行狀態(tài)，從而評價公交站臺毗鄰區(qū)公交車的運(yùn)營效率，使用本發(fā)明方法實(shí)時監(jiān)測和評價公交車運(yùn)行狀態(tài)具有實(shí)際工程應(yīng)用價值。
【IPC分類】G06Q50/26, G06Q10/06, G08G1/01
【公開號】CN105513362
【申請?zhí)枴緾N201610077543
【發(fā)明人】鄭元, 張健, 冉斌, 張國強(qiáng)
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月3日