一种虚实公交站点的设置系统和设置方法

摘要

一种虚实公交站点的设置系统和设置方法，通过系统发布众包任务来收集用户上下车位置信息的需求，继而在距离较远的两实体站点之间形成虚拟站点，并通过聚类方法对收集到的用户位置信息进行聚集中心位置的确定，同时，为便于公交车司机在虚拟站点之间选择合适的行驶路线，系统还对得到的虚拟站点进行等级的划分，提高了实体站点之间的用户乘车的便利性，合理导向了司机行驶路线的确定，最大可能地先经过下车人员较多的站点，大大减小了现有公交车内乘车的拥挤程度，提高了用户的出行体验，提高了公共交通服务水平；同时，有效地减少了实体站台的修建数量、维护成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚实公交站点的设置系统和设置方法，属于智能公交系统技术领域。

背景技术

公交站点是常见的公共交通设施，其位置固定，因此由多个公交站点串联起来的公交线路也是固定的。受公交运营成本的限制，现有公交系统的公交线网密度和公交站点覆盖面难以满足居民便捷出行的要求，且实体公交站点需要占用一定的地理空间，必然也需要一定的修建和维护成本，而实际的利用率却不是很高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种虚实公交站点的设置系统和设置方法，该系统和方法能够在保证公交线路正常运行的前提下，为用户出行减少行程时间，提供更好的出行体验，且无需增加实体公交站点的数量，从整体上提高公交站点的利用率。

为了实现上述目的，本发明提供一种虚实公交站点的设置系统，包括实体站点设置模块、众包任务模块和虚拟站点设置模块；

所述的实体站点设置模块为存储于系统中的某一条确定的公交线路上的若干实际存在的固定公交站点；

所述的众包任务模块包括任务请求端、任务完成端和服务器端，任务请求端通过公交系统管理员在电脑端或移动端提交众包任务；任务完成端通过乘坐公交车的用户在移动端接收众包任务并完成众包任务；服务器端负责将众包任务发送至用户移动端，以及责接收提交的众包任务执行结果同时将其传递至虚拟站点设置模块，并根据虚拟站点设置模块的反馈与用户提交的结果进行比对，对提交的上下车位置接近系统设置的虚拟站点位置的用户给予奖励；

所述的虚拟站点设置模块根据通过众包任务模块收集的用户位置信息来生成实体站点之间的若干个虚拟站点，并在用户移动端电子地图上显示虚拟站点的位置。

2.一种虚实公交站点的设置方法，包括如下步骤：

1)公交相关部门通过收集乘客出行需求，进行数据统计、分析，预先粗略地确定一条公交线路上实际的、距离相对较远的固定的站点，即确定实体站点并其存储至设置系统中；

2)对步骤1)中确定好的公交线路，在每次发车前，系统发布设置虚拟站点的众包任务，并收集用户的乘车需求信息，包括上车位置信息和下车位置信息，其中，上车位置信息包括用户ID和所希望上车的虚拟站点位置，下车位置信息包括用户ID和所希望的下车虚拟站点位置；

3)根据步骤2)中收集的上、下车位置信息，并将收集到的每条位置信息分别与其所相邻的实体站点距离进行比较，形成距离实体站点距离最近的用户位置信息集合；

4)根据步骤3)形成的用户位置信息集合，使用K-means聚类方法进行聚集，并得到K个聚集中心位置，则这K个中心位置作为这两个实体站点之间的虚拟站点位置，具体的聚集方法包括如下步骤：

a、随机选取K个用户位置信息作为初始聚类中心，设为S

b、根据每个用户位置信息到K个聚类中心的距离，将用户位置信息划分到距离其最近的聚集中去；

c、对于每个聚集i，重新计算它的聚类中心

d、重复步骤b和c，直至达到最大迭代次数或最小误差允许值时停止；

5)对于得到的这K个虚拟站点进行检验，若有站点位置处于道路中心或其他禁区内，则系统根据电子地图进行调整，重新将以虚拟站点为圆心进行合适位置的选择并作为最终的虚拟公交站点；所形成的多个虚拟站点通过用户移动端上机里的电子地图上展示出来，用户通过地图导航软件能够找到确切的虚拟站点位置；

6)对于步骤5)得到的K个虚拟站点，系统进行等级划分，并设置L1、L2和L3三个等级，L1、L2和L3分别对应于虚拟站点上下车人数均衡、上车人数较大于下车人数、下车人数较大于上车人数，以G和D分别表示某个虚拟站点的上车人数和下车人数，若|G-D|小于等于阈值T1，则将该虚拟站点的等级设置为L1，说明上车人数和下车人数相当；若|G-D|大于等于T1且G大于D，则将该虚拟站点等级设置为L2，说明上车人数大于下车人数；若|G-D|大于等于T1且D大于G，则将该虚拟站点等级设置为L3，说明下车人数大于上车人数；

7)当公交车行驶至某两个相邻实体站点之间的虚拟站点时，公交车司机根据虚拟站点的等级进行行驶路线的确定，该行驶路线确定的总体原则为尽量保证先经过L3等级的站点，再经过L2等级的站点，并根据实际行驶过程中车上人员的多少，在不拥挤的情况下，为避免退回，可按照行驶方向先经过L2等级站点，再经过L3等级站点；对于L1等级站点，则遵循利于最优行驶路线规划的原则进行停靠即可。

进一步地，所述的步骤4)K-means聚类方法中的K，其取值范围为1≤K≤10，其具体的取值根据在相邻实体站点中上、下车的人数N来进行计算，取K＝N/20，且K值要取整数，如果出现K>10的情况,则K取10。

进一步地，所述的步骤4)中最大迭代次数为30，最小误差允许值为10米。

进一步地，所述的步骤6)中阈值T1为10。

进一步地，所述的步骤2)中根据收集的上、下车位置信息与所设置的虚拟站点进行比对，若用户希望的上、下车站点位置与虚拟站点之间的距离小于等于30米，则系统会给该用户积分或乘车打折奖励。

本发明通过系统发布众包任务来收集用户上下车位置信息的需求，继而在距离较远的两实体站点之间形成虚拟站点，并通过聚类方法对收集到的用户位置信息进行聚集中心位置的确定，同时，为便于公交车司机在虚拟站点之间选择合适的行驶路线，系统还对得到的虚拟站点进行等级的划分，提高了实体站点之间的用户乘车的便利性，合理导向了司机行驶路线的确定，最大可能地先经过下车人员较多的站点，大大减小了现有公交车内乘车的拥挤程度，提高了用户的出行体验，提高了公共交通服务水平；同时，有效地减少了实体站台的修建数量、维护成本。

附图说明

图1是本发明的虚实公交站点布置示意图。

图中：1、实体站点，2、虚拟站点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种虚实公交站点的设置系统，包括实体站点设置模块、众包任务模块和虚拟站点设置模块；

所述的实体站点设置模块为存储于系统中的某一条确定的公交线路上的若干实际存在的固定公交站点；

所述的众包任务模块包括任务请求端、任务完成端和服务器端，任务请求端通过公交系统管理员在电脑端或移动端提交众包任务；任务完成端通过乘坐公交车的用户在移动端接收众包任务并完成众包任务；服务器端负责将众包任务发送至用户移动端，以及责接收提交的众包任务执行结果同时将其传递至虚拟站点设置模块，并根据虚拟站点设置模块的反馈与用户提交的结果进行比对，对提交的上下车位置接近系统设置的虚拟站点2位置的用户给予奖励；

所述的虚拟站点设置模块根据通过众包任务模块收集的用户位置信息来生成实体站点1之间的若干个虚拟站点2，并在用户移动端电子地图上显示虚拟站点2的位置。

一种虚实公交站点的设置方法，包括如下步骤：

1)公交相关部门通过收集乘客出行需求，进行数据统计、分析，预先粗略地确定一条公交线路上实际的、距离相对较远的固定的站点，即确定实体站点1并其存储至设置系统中；

2)对步骤1)中确定好的公交线路，在每次发车前，系统发布设置虚拟站点2的众包任务，并收集用户的乘车需求信息，包括上车位置信息和下车位置信息，其中，上车位置信息包括用户ID和所希望上车的虚拟站点2位置，下车位置信息包括用户ID和所希望的下车虚拟站点2位置；

3)根据步骤2)中收集的上、下车位置信息，并将收集到的每条位置信息分别与其所相邻的实体站点1距离进行比较，形成距离实体站点1距离最近的用户位置信息集合；

4)根据步骤3)形成的用户位置信息集合，使用K-means聚类方法进行聚集，并得到K个聚集中心位置，则这K个中心位置作为这两个实体站点1之间的虚拟站点2位置，具体的聚集方法包括如下步骤：

a、随机选取K个用户位置信息作为初始聚类中心，设为S

b、根据每个用户位置信息到K个聚类中心的距离，将用户位置信息划分到距离其最近的聚集中去；

c、对于每个聚集i，重新计算它的聚类中心

d、重复步骤b和c，直至达到最大迭代次数或最小误差允许值时停止；

5)对于得到的这K个虚拟站点2进行检验，若有站点位置处于道路中心或其他禁区内，则系统根据电子地图进行调整，重新在以虚拟站点2为圆心半径为50米的范围内进行合适位置的选择并作为最终的虚拟公交站点；所形成的多个虚拟站点2通过用户移动端上机里的电子地图上展示出来，用户通过地图导航软件能够找到确切的虚拟站点2位置；

6)对于步骤5)得到的K个虚拟站点2，系统进行等级划分，并设置L1、L2和L3三个等级，L1、L2和L3分别对应于虚拟站点2上下车人数均衡、上车人数较大于下车人数、下车人数较大于上车人数，以G和D分别表示某个虚拟站点2的上车人数和下车人数，若|G-D|小于等于阈值T1，则将该虚拟站点2的等级设置为L1，说明上车人数和下车人数相当；若|G-D|大于等于T1且G大于D，则将该虚拟站点2等级设置为L2，说明上车人数大于下车人数；若|G-D|大于等于T1且D大于G，则将该虚拟站点2等级设置为L3，说明下车人数大于上车人数；

7)当公交车行驶至某两个相邻实体站点1之间的虚拟站点2时，公交车司机根据虚拟站点2的等级进行行驶路线的确定，该行驶路线确定的总体原则为尽量保证先经过L3等级的站点，再经过L2等级的站点，并根据实际行驶过程中车上人员的多少，在不拥挤的情况下，为避免退回，可按照行驶方向先经过L2等级站点，再经过L3等级站点；对于L1等级站点，则遵循利于最优行驶路线规划的原则进行停靠即可。

具体地，所述的步骤4)K-means聚类方法中的K，其取值范围为1≤K≤10，其具体的取值根据在相邻实体站点1中上、下车的人数N来进行计算，取K＝N/20，且K值要取整数，如果出现K>10的情况,则K取10。

具体地，所述的步骤4)中最大迭代次数为30，最小误差允许值为10米。

具体地，所述的步骤6)中阈值T1为10。

为提高用户参与虚拟站点2设置任务的积极性，所述的步骤2)中根据收集的上、下车位置信息与所设置的虚拟站点2进行比对，若用户希望的上、下车站点位置与虚拟站点2之间的距离小于等于30米，则系统会给该用户积分或乘车打折奖励。

在实体站点A和B之间通过K-means聚类方法得到4个虚拟站点2，从A到B依次为站点1、站点2、站点3和站点4，其中，站点1的等级是L1，站点2和站点3的的等级是L2，站点4的等级是L3。公交车按照从A到B的方向行驶至站点1时，车上空座余量充足，此时公交车司机依次停靠站点1、站点2和站点3后，车上不拥挤，最后停靠L3后驶向实体站点B；

公交车按照从A到B的方向行驶至站点1时，车上空座余量不足，则公交车司机停靠站点1后，则要越过站点2和站点3到达站点4停靠后，再反向按照从B到A的行驶方向依次停靠站点3和站点2后，最后驶向实体站点B。

公交车司机在规划实体站点之间的虚拟站点2间的行驶路线时，原则为最大限度地使得车上的人不要太拥挤，在保持路线最近的前提下，尽量先经过下车人数较多的站点，后经过上车人数较多的站点。