基于公交大数据的线路优化研究开题报告

1. 研究目的与意义

城市化和机动化进程的快速发展，加剧了小汽车保有量的急剧增长与城市道路有限通行能力的矛盾。可靠性高、运量大、占用城市道路资源少等作为大容量公共交通方式的优势，受到了各地政府的重视和民众的热爱，在全国掀起了建设风潮。在保证完成公交运输需求的前提下，为了最大限度节约用户和运营商成本，优化公交线路布设方案和发车间隔显得尤为重要。公交线路优化的关键在于公交站点的点位规划与线路车头时距的设计，需要大量公交运行数据作为支撑进行研究。传统数据采集基本靠人工调查，近年来，信息技术领域迎来了前所未有的重要机遇，大数据时代的到来在潜移默化中影响着人们的生活。先进的公共交通系统APTS（Advanced Public Transportation System）为解决交通运输中存在的问题提供了新的思路和方法。先进的公共交通系统中包含了乘客出行信息系统、电子支付系统等，可以实时采集乘客出行信息以及使用智能卡的支付状态。运用智汇卡数据进行公交线路优化研究改变了传统的线路优化的主观因素，因此开展基于大数据的公交线路优化研究势在必行。本课题以客流特征作为切入点，利用公交IC卡和GPS数据的大数据融合作为手段，分析客流发生特征与规律，为优化公交线路提供了理论基础与新思路。

2. 课题关键问题和重难点

本论文的研究从常规公交的线路优化入手，分析公交大数据特征并进行数据处理，结合南京市公交数据，对公交线路客流的多项特征进行分析，从而制定公交线路优化方案，并对方案进行评价。

关键问题：

1. 公交大数据预处理；

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.公交IC卡与GPS数据应用

李舒在《基于IC卡数据的公交智能调度研究》一文中，通过对单条公交线路的IC卡数据进行处理，整理出其基本的客流规律，整合出车站点标记方法、及下车站点推算方法，进而得到公交线路的客流出行OD，建立了以IC卡客流数据为输入变量的发车间隔优化模型。

戴霄、陈学武在《单条公交线路的IC卡数据分析处理方法》一文中将单条公交线路的IC卡信息作为案例，提出单条公交线路及客流信息的分析处理方法，得到包括站点客流、线路客流、断面客流等主要客流指标的分析计算方法。

4. 研究方案

公交大数据作为解决公共交通系统中问题的一种新颖的手段，需要在阅读大量国内外文献，借鉴不同学者的经验的基础上，通过具体数据分析，结合实地走访调查。

国内外学者研究公交线路优化的成果较多，但是将公交大数据作为手段的仍然较少。

本文首先从国内外公交线路优化成果入手，以公交大数据作为手段，在将公交IC卡数据与GPS数据进行融合的基础上，分析客流出行的时间特性，得出客流上车站点信息，利用Access软件识别乘客下车站点，形成客流OD出行矩阵。

5. 工作计划

第1周，检索与阅读国内外公交线路优化的相关专业文献，写出文献综述，提交开题报告；第2周，根据指导教师指定的英文原文进行翻译，及时完成翻译工作；第3周，拟定论文框架思路，安排毕业论文计划；第4周，对公交数据进行预处理，清理多余数据，并选取出适宜的数据；第5至7周，将公交IC卡与GPS数据进行融合，分析客流在时间上的出行特性，并利用数据融合信息识别客流上车站点，再利用Access软件提取客流下车站点，在此基础上形成OD出行矩阵；第8周，确定影响线路的因素，构建线路优化目标函数，制定线路优化方案；第9周，基于不同的评估指标，对新线路做出评价；第10周，总结研究成果，撰写论文初稿；第11周，在导师的指导下修改论文，进行论文规范化检查，完善论文；第12周，毕业论文定稿并打印装订成册，毕业论文答辩资格审查，准备毕业论文答辩；第十三至十四周，准备论文答辩。

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