基于前车数据的动态公交车辆到站时间预测模型研究

（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｒｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｔ ｎ ｊＵｎｖ ｒｉ ，Ｓ ａ ｇ ￣ ２ １０ ， ｈｎ ） Ｓ ｈ ｏ ａ ｓ ｏｔ ｉ ｇｎ ｅｉ ， ｏ ｇｉ ｉｅｓｙ ｈ ｎ ｈ ０ ４ Ｃ ｉａ ｏＴ ａｏ Ｅ ｎ ｔ ８
ｈ ｔ ／ｉ ｔａ ｅ ． ｅ ．ｒＰ ｔｌ／ ／ ｅｕｌ ｃ ｍ ｅ ｓｄ ｕ ｅ ｔ ｔｐ：／ｎ ｒ ｎ ｔｉ ｔｇ ／ ｏｒａｓ０ Ｕｓ ｆ Ｄｏ ｕ ｍ ｎｔ／ ｏｃ ｍ ｎ ｓ ／ ０ ２． ｆ ２ ０． ０１ ７ ｐｄ ， ０１
是动态变化的，因此仅考虑这些 因素不能够较为准确地
预 测公 交 车辆 在 下 一 个路 段 的 运行 状 况 。我 国各城 市 的 很 多 公交 线 路发 车 间隔 较短 ，当满 足 该 条件 时 ，可用 前 车 在某 路 段 的运 行 状 况来 近 似 反映 当前 公 交车 辆 驶入 该 路 段时的 交通状 况 。
归分析方法难以全面考虑各种影响因素 ，并且有的影响
因素无 法量化 ，影 响 了预 测精 度 。 Ｓ ａ ｂ 和 Ｆｒａ 提 出 了基于 Ｋ ｌ ａ ｈｌ ｙ ａ ａ ｎ ｈ ａ ｎ滤波 方 法 的 公 ｍ 交 车 辆行 程 时 间预 测 模 型 ，并 使 用来 自多 伦 多城 区 公 交 Ｇ Ｓ数据 来 进行 分析 预 测 ，Ｋ ｌ ｎ滤波 器 模型 利用 不 断 Ｐ ａ ｍａ 逼 近 的 方式 获 得 较高 的预 测精 度 ，尤 其 在 提前 一 步 预 测 行 程 时 间 时 ，该 模 型具 有 良好 的预 测性 能 。但 是 ，其 能 力却 随 步 骤 的增 加而 不断 衰 退 。于 滨 ，杨 忠振 等 提 出 了
有 待于 进 一 步 研 究。 在下 一 步 的 研 究工 作 中，将 重 点 完 善 模 型的 建 立 ，充 分 考虑 其 他 潜 在 因素 对 列车 停 站 时 间
的 影 响 ，从而 减 少 其 误 差 ；此 外 ，对 模 型 的适 用 性 做 进
一
０ 引 言
动 态 公 交车 辆 到 站 时 间实 时 预测 是 智 能 运输 系统 的 于 提 高 公 交服 务 质 量 ，从 而提 高 公交 的 吸 引力 ，对 于 解 决 我 国 日趋 严重 的城 市交通 拥堵 问题具 有 重要意 义 。 国 内外 学者 在 公 交 到 站时 间实 时预 测 方 面 做 了大 量 研 究 ，提 出 了许 多 方法 。Ｌｎ和 Ｚ ｎ 提 出 了基 于 历 史数 ｉ ｅｇ 据 的预 测模 型 ，利 用 Ｇ Ｓ 位 数据 、公交 时 刻表 、时刻 Ｐ 定 表 匹配度 等信 息预 测 公 交车 辆 到 站时 间。该 类 模 型 以大 量 的 历史 数 据 为基 础 ，对 数 据 采集 工 作 要 求较 高 ，当道 路交 通情 况突 变大 时 ，预 测效 果不理 想 。 Ａ ｇｌ ｎ ｅ等提 出了非线 性时 间序 列模 型来 预测 高速 公路 上 的 公交 车辆 行 程 时 间 。但 时 间序 列 模 型预 测 精 度取 决 于 当前 交 通 状 况与 历 史 交通 状 况 的相 似 程 度 ，较 大 的 历 史均 值偏 差将大 大 降低预 测精 度 。 周 雪梅 ，杨晓 光 等 将 相邻 的 两 个 公 交站 点 的 行程 时 间作 为一 个 单 元 ，提 出 了线 性 回 归模 型 来预 测 公 交 车辆 到 站 时 间 。但 公交 车 辆 到站 时 间 受 多种 因素影 响 ，用 回
收稿 日期 ：２ １—１— ２ ０ １ ０ １ 基金 项 目 ：国 家 自然科 学基金 资助 项 目 （０７０ ； ６ ９４ ９ ） ５
作者 简介 ：周 雪梅 （９ ８ ） １６一 ，吉林人 ，同济 大学副教 授 ，博 士 ，
主要 研 究方 向 ：交通运 输规 划 与管理 。
Ｃｏｎ ｕｔ ｃ ｄ Ｔｈ ｉ ｙＴｅ ｈｎ ｌ ｙＳｔａｅ ｙ Ｃｅ ｔｅ， ｓ ｌａ ｙＬｔ ， ｅＲａｌ ｎ ｗａ ｃ ｏｏｇ ｒ ｔｇ ｎｒ Ｉ ｅ ｉｌ ｍｐ ｒａ Ｃｏｌ ｇ ， ０ ：５ — ２６ ｌ ｅ ２ ０５ ２１５ ． ｅ
该 模 型 基于 Ｋ ｌ ａ 滤 波 的 动态 算 法 ，依据 Ｓ Ｍ 预 测 的 ａ ｎ ｍ Ｖ 结 果 和 车 辆运 行 的 实 时信 息 ，动 态 预测 公交 车辆 到 站 时 间 ，具 有更 高 的精 度 。 以往 的 研 究在 计 算 路 段行 程 时 间时 考 虑 了 公交 车 辆 的路 段 平 均速 度 、瞬 时速 度 等 因素 ，由于 道 路 交通 状 况
步 的验 证 ，从 而 提 高 模型 的可 靠性 ，为 编制 合理 高 效 重 要 组 成部 分 ，可靠 的 公 交车 辆 到 站时 间实 时预 测 有 助
的地 铁运 行 图提供 依据 。
参考文献 ：
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Ｔｅ ｈ ｌｇｙ １ ７ ｃ ｎｏｏ ， ９ ５：１ ５— ９ ９ １ ９．
基 于 Ｓ Ｍ 和 Ｋａ ｎ滤波 的公 交车辆 到站 时 间预 测模 型 ， Ｖ ｌ ｍａ
２ ８ Ｐｕ ｌ － ａ ｓ ｏｔｔ ｎ Ｓ ｒ ｉｅａ ｄＯｐ ｒｔ ｎ － ｌｎ ｉｇ ｌ ０ ５ Ｊ ｂｉ Ｔｒｎ ｐ ｒ ｉ － ｅｖｃ — － ｅａｉ ｓＰａ ｎｎ Ｆａｌ ０３ ｃ ａｏ ｎ ｏ ２ ／ ６３ Ｄ９ １ ＦＢＣ一 ２ ９４ １Ａ４ Ｄ一 ＤＢ２ ３ Ｅ９ ／／３ ９ ７ —Ｆ３ － ６ ８ Ｅ０ ７ Ｅ４０ａ
用于预测公交车辆在信号控制交叉 口的延误。用上海市 ５ ８路公交车的 ＯＳ Ｐ 数据对预测模型进行了验证 ，
结果表 明预测模型具有较高的预测精度，能够较为准确地预测公交车辆到站时间。 关键词 ：公共交通 ；ＧＳ Ｐ 数据 ；到站 时间预测 中图分类号 ：Ｕ ９ ４５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ ４０２ １）２ ０ ２０ ６ １ ０ （０ １— ５ —５ ３ １ ０
［］ Ｎｏｒ ， ＆ ＩＧｏｄ ｎＬｎ ＆ Ｎ． ｉ ｏ ． ３ ｒｉ Ｅ ｓ ． ｒｏ ．ｉ， Ｗ ｌ ｎ Ｄｗｅｌｉ ｓ ｌｔ ｍｅ
ｒｌｔ ｎｈｐ ｒ ｉｈ ｉｓｓｅ ［ ． ｒｎｐ ｒ ｔ ｎＲ ｓａｃ ｅａｉ ｓｉｓ ｏ ｇ ｔａｌ ｙｔｍｓＪ Ｔ ａ ｓｏｔ ｉ ｅ ｅ ｈ ｏ ｆ ｌ ｒ 】 ａｏ ｒ
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２０ ０． ０
【］ Ａａｈｉｎ， Ｚ ５ ｓｔ ｉ ＆Ｈ． ａ ．２ ０ ） Ａｐ ｌ ｔ ｆ ｒｎ ｃ ｏ ｄ ｌｔ ｍｅ
ｆ ｎ ｔ ｎ ａ ｓｔ ｓｉｎ ｎ ｄ ｌ［］ Ｔ ａ ｓｏ ａｉｎ ｕ ｃｉ ｓｎｔ ｎ ｉａｓｇ ｍｅ ｔ ｏ ｉ ｒ ｍｏ ｅｓ ． ｒｎ ｐ ｒ ｔ Ｊ ｔ ｏ
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［］ １ 彭庆艳 ，杨 东援 ． 共汽车 中途 站停 靠时 间模 型 ［ ． 安 ２ 公 Ｊ 长 】 大 学学 报 （ 科学 版 ） ０２ ２（） 自然 ，２０ ，２１ ．
十本 文 系 “ ０ １ 上 海 市 交通 运 输 工 程 学 科研 究生 学术 论 坛 ” ２１年
推 荐论 文 。
［］ Ｒ ｄｉｏ Ｅ Ｐａｆｒ ｈ ｉｈ， ｏ ｒ ｄｈａ ｄｆ ｅｃ ｌ ｃｉｎｏ ７ ｏ ｒ ， ｌｔ ｍ ｅｇ ｔｄ ｏ ｔ ｎ ｏｌ ｔ ｎ ｇ ｏ ｗｉ ｒ ａ ｅ ｏ ｐ ｂｉｔ ｓｏｔ ｗ ｌｔ ： ｂ ｒｔｒ ｕ ｙ［Ｂ Ｏ ］［ １０ １］ ｕ ｌ ａ ｐ ｒｄ ｅｌ ｍｅａｌ ｏａｏｙｓ ｄ Ｅ ／ Ｌ ．２ １８０． ｃｒ ｎ ｉ ａ ｔ ０
Ｒｅ ｏｒ ｃ ｄ，１ ９２ ２ — ９ ９ ： ８７ ２ ５．
［】 Ｐ ｏ ｇ Ａ． ４ ｕ ｎ ， Ｄｗｅｌ ｍｅＭ ｏ ｅ ｎ ａｙｉ ｆｒｈ ＢＴ ｌＴｉ ｄ ｌ ｄＡｎ ｌｓｓ ｏ ｅ ａ ｔ Ｍ Ａ
Ｒｅ ｉｅＥ ＯＬ ．２ １０ ｌ］ ｄＬ ｎ ［Ｂ／ ］ ［０ １ ８ Ｏ．
基于前车数据 的动态公 交车辆
到站时 间预测模 型研 究 冰
口 周雪梅 ，彭 昌溆 ，宋兴昊 ，杨 晓光
（ 同济大学 交通运输 工程学院 ，上海 摘 ２ １０ ） Ｏ ８ ４
要 ：在 以往研究成果基础上，基于采集获取 的实时车辆定位信息，提 出了一种基于前车 的公
交车辆 到站时间动态预测模型。在建 路段行程 时间计算模 型时考虑了前车的平均 瞬时速度，在计算 立 站点区域停 留时问时建 立了基于前车的预测模型，提 出了一种参数容易获取、便于实际计算 的模 型，
Ｒｅ ｅ ｃ ｃ ｒ ８１ ８ — ２． ｓ ａ ｈ Ｒｅ ｏ ｄ １ ７． ８ ９ ｒ
［】 Ｈａｒｓ Ｇ＆Ｒ． ｄ ｒｏ ． ｔｒａｉｎ ｌ ｍｐ ｒ ｏ ｆ ６ ｒｉ， Ｎ． Ａｎ ｅｓｎＡｎＩ ｅｎ ｔ ａ ｎ ｏ Ｃｏ ａｉ ｎｏ ｓ Ｔｒｉ ｏ ｒ ｉｇａ ｄＡｌ ｈｉｇＲ ｔｓ ． ｏ ｄ ｎ Ｔ ｅＲａｌ ｙ ａｎＢ ａｄｎ ｎ ｉ ｔ ａｅ ［ Ｌ ｎ ｏ ： ｈ ｉ ｇ ｎ Ｒ］ ｗａ
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Ｕｎ ｅ ｇ ｏ ｎｄＯｐ ｒ ｔ ａ ｓ ａｃ ｔ ，１ ８９ ｄ ｒ ｒ ｕ ｅ ａｉ ｏｎ ｌ Ｒｅ ｅ ｒ ｈＮｏ ｅ ． ９