基于网络开源数据的中小城市公共交通线网优化方法研究

摘要

公交线网合理与否对公交发展起着决定性的作用，且利用大量、非集计的网络开源数据研究城市交通问题的主题方兴未艾。本次基于网络开源数据构建中小城市的公共交通线网优化方法，不仅能为运营提供依据，而且可为新时代的交通应用开拓新的思路。 首先，通过分析网络开源数据的生成与发展过程，阐述网络数据的交通应用意义；进一步引申本次研究的POIs（兴趣点）、点评以及微博签到数据，并分析基于Python（计算机程序设计语言）的网络爬虫框架，为获取网络数据提供了一种解决之道。 其次，采取剔除、清洗、坐标系变换与统一等手段对数据进行初步处理；同时，为解决POIs分类与交通应用的矛盾性问题，结合出行目的与城市用地分类的理论，构建了基于交通应用的POIs重分类体系；进一步基于点评、城市统计数据等多源信息，采用主观AHP（层次分析法）与客观熵权法组合确定各类POIs权重。 再次，提出交通区POIs“标准化密度”指标，判断其客流强弱，并结合布设条件确定可选公交停靠点；结合重分类体系计算赋权POIs的组合占比，识别城市功能区；采用DBSCAN聚类分析常驻点，并结合用地与POIs特性将常驻点识别为工作地、居住地与其他地，构建三种基于微博签到数据的中小城市出行模型，利用Python推导OD（起讫点）矩阵，进一步考虑微博等网络数据的局限性，基于规模与年龄结构直接扩样与基于OD反推模型校核推导的OD矩阵。 接着，构建以可达性为目标的强客流联系层和以用户最优为目标的非强客流联系层，为契合分层优化目标，分别采用全有全无与用户平衡方法实现客流分配；从宏观、中观与微观三层次布设待评价的初始公交线网，并考虑优化目标，以线网密度、站点覆盖率、平均换乘系数等为技术指标评价可达性，以线路服务范围内各类POIs占比等客流指标评价用户最优性，采用整体与局部等7类中小城市线网优化技术迭代优化，构建最终优化线网。 最后，以河南省荥阳市为例，验证了研究方法的有效性，并详细阐述了研究方法的实现过程，得到了较好的公交线网优化应用结果。

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