公交站点IC刷卡计数算法及其MATLAB实现

公交站点IC刷卡计数算法及其MATLAB实现

查伟雄1，刘金行

（1华东交通大学，南昌330013）

摘要：中国大部分城市的公交公司早期并未成熟利用信息技术和数据库技术，因此其IC刷卡记录与车辆调度记录很难达到对精确性、实时性和关联性的要求。为了最大限度利用这些海量的原始记录，本文针对实际情况，在允许一定误差的前提下，提出了公交站点IC刷卡计数算法，并能够结合实例使用数学软件MATLAB实现此算法。

关键词：智能交通，IC卡收费系统，公交站点，MATLAB

中图分类号：U495 文献标识码：A

Bus Station IC Credit Cards Counting Algorithm and

MatLab Implementation

ZHA Wei-xiong, LIU Jin-hang

(1.School of Eastchina Jiao Tong University,Nanchang 330013)

Abstract: In early time,most of the city's public transport company in China is not mature use of information technology and database technology, so the IC credit cards records and vehicle scheduling records difficult to achieve on the accuracy, timeliness and relevance requirements. In order to maximize the use of these massive amounts of original records, this paper depending on the circumstances allowed under the premise of a certain error is proposed Bus Station IC credit card counting algorithm, and can combine instances of the use of mathematical software MATLAB realization of this algorithm.

Key words: Intelligent Transportation System, IC card payment system, public transportation sites, MatLab

CLC number: U495 Document code: A

0 引言

现在，我国许多大城市都开始使用公交IC卡，并且已经初具规模。例如，青岛市2 600辆电汽车已经配备了IC卡收费系统，占公交车总数的80%，每天持卡乘车90万人次，占无人售票款收入的70%左右；天津市区已有2 500辆公交车可以使用公交IC卡乘车，占市区公交车总量的80%，市区已有12万乘客持卡坐车,占乘坐公交车总人数的26%；太原市持卡者占总客运人次的40%；广州市市内约有300条公交线路、6 200多辆公交车，95%以上的公交车辆已开通或安装了车载收费机[1]。

可以说持卡乘车是公交发展的必然趋势,但与国外相比，国内对收费系统的利用还远远不够[1]。IC卡系统不仅给乘客、公交公司带来了具大的便利，而且其数据库系统记录了大量交通流信息，为交通调查提供了最原始、最直接和具有丰富操作性的第一手资料[2]，因此研究从IC卡系统数据库中获取交通流信息的方法具有很重要的意义。

1 现实中IC卡系统现状

现实中的IC卡系统存在以下三种情况：

（1）IC卡系统与车辆调度系统共用一个时间钟，并且可以自动记录每一辆车到达、离作者简介：查伟雄，男，1963年生，教授

开任一站点的时间，如使用了公交车GPS，便能够实现对任何装有终端的公交车进行实时监控[5]，或者直接采集公交车行驶公里数，也可以实现对中间站点的记录[6]。这类情况可以利用IC刷卡记录在数据库中自动匹配站点，即而准确无误差地将各站点任意时段的刷卡数统计出来。这类情况无需设计算法，只需要在数据库系统中进行检索即可直接得到所需要的信息。

（2）IC卡系统与车辆调度系统共用一个时间钟，并且可以自动记录车辆从起点站发车时间和到达终点站时间，但不能够记录车辆到达、离开中间各站的时间[2]。这类情况说明车辆调度系统仅仅停留在车辆发车与收车的调度上，并未实现对中间站的实时记录。车辆调度系统不能够实时记录车辆到达、离开中间各站的时间，并不意味着IC卡系统的刷卡记录失去了作为交通流量调查原始资料的作用。我们仍然可以按照公交车的运行规律设计算法，在一定误差范围内将刷卡记录匹配到各站点，戴霄、陈学武已经提出针对这种情况的相关算法。

（3）IC卡系统与车辆调度系统分别使用自己的时间钟，并且人工记录车辆从起点站发车时间和到达终点站时间，甚至仅仅人工记录车辆运行误差时间。这类情况比起前者来说更为复杂，车辆发车时间、中间各站点间停留时间、收车时间均无准确记录，要把平均每天每条线路数万条刷卡记录准确匹配到线路各站点间，几乎不可能做到。虽然这对于统计来说非常不利，但它却是存在于现实中最多的情况之一。如果在允许一定误差的前提下，通过研究公交车运行规律，则可以设计算法将每一条刷卡记录匹配到线路各站点。

2 针对第三种情况的算法

公交车的运行规律一般是：一、每辆车所跑线路、工作时间相对稳定。二、每辆车每天从第一次发车开始，在以后的工作时间内一般属于循环作业，即：若线路形状为环形线路，则车辆沿环形线路持续作顺时针运动或逆时针运动；若线路形状为路段线路，则车辆重复作起点站——终点站——起点站运动。跟据观察发现，车辆调度时为了尽可能提高经济效益，每辆车在完成一轮循环回到原始出发点时不会长时间停留，所停留时间与中间站点停留时间相差无几。每辆车在一天当中不会轻易改变其所在线路号，在无故障的情况下，也不会停止车辆的循环作业。在设计算法时，考虑到由于刷卡时间记录由IC系统自动记录，其时间精确到秒，而人工记录完全精确不到这一时间单位，甚至有较大误差。按照人工记录形成的行车记录表来将刷卡记录划分至每一循环阶段的方法在程序对表格进行操作时是行不通的，因此本算法提出将所有刷卡记录和每辆车当天经过所有站点一起进行匹配的基本思想。提出此思想的根据在于：许多公交公司在管理中为了加强管理力度，为每辆公交车从起始站到终点站人为规定了明确的行程时间，前车不许压点(故意放慢速度)，后车不许提前(故意加快速度)，对于公交车司机来说，每次的循环作业时间是相对固定的，这种现象可以证明本文算法的合理性。本算法流程如下：