BRT快速公交客流量分析

1、BRT 流 量 分 析摘要論文編號：快速公交系統(tǒng)( Bus Rapid Transit )簡稱 BRT ，是一種介于快速軌道交通(Rapid Rail Tran sit，簡稱 RRT 與常規(guī)公交(Normal Bus Tran sit，簡稱 NBT 之間的新型公共客運(yùn)系統(tǒng)，是一種中運(yùn)量交通方式，通常也被人稱作“地面上的 地鐵”。它是利用現(xiàn)代化公交技術(shù)配合智能交通和運(yùn)營管理(集成調(diào)度系統(tǒng)) ，開 辟公交專用道路和建造新式公交車站，實(shí)現(xiàn)軌道交通模式的運(yùn)營服務(wù)，達(dá)到輕軌 服務(wù)水準(zhǔn)的一種獨(dú)特的城市客運(yùn)系統(tǒng)。本文研究目的是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行剝離逐步分析，根據(jù)各個(gè)階段性數(shù)據(jù)的分布， 進(jìn)行線性非線性擬合，探究出

2、該地區(qū)全年的各階段客流量分別與或多個(gè)不同因 素的關(guān)系。同時(shí)總結(jié)出一套有效、可行的快速公交系統(tǒng)客流預(yù)測方法，為BRT的安全管理研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)和理論保障。針對問題一，客流量與自然因素相關(guān)性分析，將客流量數(shù)據(jù)(處理后的數(shù)據(jù)， 處理過程在文中有詳細(xì)說明)分別與各個(gè)因素結(jié)合，利用 matlab 軟件進(jìn)行線性回 歸分析，并判斷二者是否具有相關(guān)性，在相關(guān)的前提下是否具有線性相關(guān)，并得 出結(jié)論。針對問題二，將節(jié)假日與周末的有關(guān)數(shù)據(jù)單獨(dú)抽離原始表格，計(jì)算客流量與 其相關(guān)系數(shù)的協(xié)方差系數(shù)，根據(jù)協(xié)方差系數(shù)的性質(zhì)，判斷相關(guān)性程度進(jìn)而判斷其 對客流量的影響程度。針對為題三、四，對以上所計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析，歸納

3、；并從實(shí)際角度出發(fā)，為該城市BRT未來發(fā)展提出符合實(shí)際，切實(shí)可行的建議。關(guān)鍵詞：相關(guān)性分析快速 公交系 統(tǒng) ( BRT) 客 流 量相關(guān) 因素 客流量預(yù)測方法 多項(xiàng)式 Logistic 模型一、問題重述快速公交系統(tǒng)（Bus Rapid Tran sit ）簡稱BRT，是一種介于快速軌道交通（ Rapid Rail Tran sit，簡稱RRT與常規(guī)公交（Normal Bus Tran sit，簡稱NBT之間的新型公共客運(yùn)系統(tǒng)，是一種中運(yùn)量交通方式，通常也被人稱作“地面上的地鐵”。它是利用現(xiàn)代化公交技術(shù) 配合智能交通和運(yùn)營管理（集成調(diào)度系統(tǒng)），開辟公交專用道路和建造新式公交車站，實(shí)現(xiàn)軌道交通模式

4、的運(yùn)營服務(wù)，達(dá)到輕軌服務(wù)水準(zhǔn)的一種獨(dú)特的城市客運(yùn)系統(tǒng)。附件為某城市 BRT-1號線剛開通時(shí)的流量統(tǒng)計(jì)及對應(yīng)的天氣情況，請對全年數(shù)據(jù)進(jìn)行客 流量多尺度時(shí)間特征分析，并回答以下問題：1、客流量和溫度、天氣、風(fēng)速的相關(guān)性分析。2、客流量和假日經(jīng)濟(jì)相關(guān)性分析，并分析溫度、天氣、風(fēng)速對其影響程度，找出最適合出行的氣象狀況。3、 對客流量進(jìn)行多尺度分析，并進(jìn)行周期流量預(yù)測，從應(yīng)對安全管理角度提出合理化建議。4、從你的研究角度提出更多的思考，向有關(guān)部門寫一封建議書。、符號說明及名詞定義%客流量容納量%初始客流量r客流量固有增長率2因普及度增加而增加的客流量P相關(guān)系數(shù)Z、Y平均客流量三、基本假設(shè)1、假設(shè)一年，

5、該地區(qū)工作日的人口遷入遷出不足以影響到本文所研究的各項(xiàng)指標(biāo)。2、 兩年，人口基數(shù)基本保持一致（不考慮醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展）。3、假設(shè)各交通系統(tǒng)在一年的服務(wù)質(zhì)量均為良好且保持不變。4、假設(shè)一年，各交通系統(tǒng)并未出現(xiàn)重大問題從而影響其他交通方式的客流量。四、問題分析4.0背景分析目前，我國快速公交的發(fā)展尚處于初級階段，因此，對于大數(shù)據(jù)研究，歸納 分析能夠很好地幫助我國健康發(fā)展快速公交體系。目前，國對快速公交系統(tǒng)的 認(rèn)識已逐步得到統(tǒng)一，并將快速公交系統(tǒng)視為提供高效服務(wù)的“綠色交通”系 統(tǒng)和緩解城市交通供需矛盾的有效手段。4.1問題一分析根據(jù)附件中的數(shù)據(jù)，本文以客流量為主體，分別探究天氣，溫度，風(fēng)速對其影響，

6、由于客流量與人們的所處的社會環(huán)境息息相關(guān)，由表中數(shù)據(jù)可知，假期1的客流量明顯高于同期工作日的客流量，因此將假期的客流量以及相關(guān)信息與工 作日的客流量以及相關(guān)信息同步分離，分別對其進(jìn)行分析以得到更精確的結(jié)果。 同時(shí)我們還知道，新線路的知名度會隨時(shí)間而按照一定規(guī)律提升，這無疑會影 響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此本文將對數(shù)據(jù)進(jìn)行第一步處理，即“去普及度處理” ，以控 制單一變量。4.2 問題二分析 將工作日客流量概況與節(jié)假日客流量進(jìn)行比較，以探討客流量和假日經(jīng)濟(jì)相 性。利用概率學(xué)知識，計(jì)算出二者的相關(guān)系數(shù)，以判斷假日（經(jīng)濟(jì)）對客流量 的影響程度同時(shí)將自然因素量化，并計(jì)算其相關(guān)系數(shù)進(jìn)而探討其對客流量的影 響程度。

7、而最適出行氣象狀況，可依據(jù)數(shù)據(jù)，對出行人口，溫度等因素進(jìn)行評 估并預(yù)測出最佳出行條件。4.3 問題三、四分析 從多個(gè)方面入手，對客流量進(jìn)行分析，總結(jié)出周期性規(guī)律，利用 Logistic 模 型估計(jì)出對應(yīng)時(shí)間的客流量估計(jì)值。例如，若在某一段時(shí)間，客流量較多，而BRT線路以及車輛統(tǒng)籌不完善，則會發(fā)生擁擠，等待時(shí)間過程等一系列問題，因 此我們應(yīng)利用數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的統(tǒng)計(jì)分析以及預(yù)測，從而提出切合實(shí)際，有助于 BRT發(fā)展的合理性建議。五、模型建立及求解5.1 針對問題一進(jìn)行建模求解由問題分析可知， 這屬于多信息變量的統(tǒng)計(jì)描述模型， 該問題主要是對客流 量的影響因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 其方法是統(tǒng)計(jì)每日客流量時(shí)同時(shí)記

8、錄該天的天氣， 溫度， 風(fēng)力等數(shù)據(jù)。據(jù)此，我們進(jìn)行一下分析：該市BRT剛開通不久，在當(dāng)?shù)鼐用裎雌占?，在一年的運(yùn)營過程中，隨著知名 度的不斷提升，越來越多人選擇乘BRT出行。應(yīng)先去除應(yīng)普及度越來越高而增 加 的客流量，才能更加準(zhǔn)確的研究其他因數(shù)對客流量的影響。 為了減少人口流動(dòng)對 普及度的影響， 我們僅研究工作日的年客流量變化量， 特此說明， 因?yàn)橛邢喈?dāng)一 部分人會選擇在法定節(jié)假日的前一天出發(fā)旅行，使那時(shí)的客流量有較大幅度增 加，且根據(jù)我國的放假規(guī)律， 所有的法定節(jié)假日都是工作日， 所以本文所提的工 作日皆不包含非法定節(jié)假前一天。全年原客流量圖根據(jù)全年原客流量圖，對此曲線的分析，我們借鑒微生物生

9、長曲線的方 法，將其分為：緩慢期，對數(shù)期，穩(wěn)定期。1. 緩慢期：BRT剛開通時(shí)，很多人仍然會選擇原先的出行方式，拒絕這種新 型的出行方式。2. 對數(shù)期：BRT趨完善，較為方便快捷，越來越多人選擇這種方式出行。3. 穩(wěn)定期：受到人口等因數(shù)，人們已經(jīng)基本適應(yīng)乘坐新出的交通工具。我們利用阻滯式增長模型X（t）=對其進(jìn)行擬合得500000X（t）=屛錚如叫（陷= 4500/嚴(yán)140000 0+00益均），從而得到了一年因普及度提高而增加的客流量+ 140000下文所指客流量是排除了這一主要因數(shù)之后所剩的客流量，此時(shí)我們就能對風(fēng)速,溫度,天氣等其他因數(shù)進(jìn)行研究風(fēng)速全年純微風(fēng)天數(shù)334天，占全年總天數(shù)的9

10、1.51%。且最高風(fēng)級不超過 5 級。據(jù)蒲福風(fēng)級表對陸地情況的描述，我們有理由相信，該城市的風(fēng)速變 化較小且處于較低水平，對人出行的意愿幾乎無影響。在這個(gè)前提下，我們認(rèn) 為關(guān)于高風(fēng)速數(shù)據(jù)屬于氣象學(xué)中的正?，F(xiàn)象，偶然性誤差太大，不足以進(jìn)行與客流量的相關(guān)性分析。蒲福風(fēng)級表風(fēng)謹(jǐn)（H1S）海佝楕況0釋煙肓上*10.31 5煙能爲(wèi)示方向*糊Bgfigsh1.633刼船弓純耐，可以隨風(fēng)移動(dòng)，人的驗(yàn)感覺有風(fēng)，側(cè)葉育徹響每小時(shí)2殲米*,旅子開始爭動(dòng)，3.4-5 4迪船新覺就動(dòng)、隨鳳移動(dòng)每樹葉和徂細(xì)的桝枝撈動(dòng)不懇，小時(shí)K壞米弭子展開*A5.5-79漁船咖辦笳身向一仙傾斜能歐起地面上的灰塵相紙張，小樹枝理動(dòng)53.

11、0107魁第縮帆（氐收去忸的一部分帚葉的小啊擋擺，內(nèi)陸的水面 有小謖。溫度相關(guān)系數(shù)（p）日平均溫度溫差工作日-0.11939 (11)0.033702 (p 2.1)正常周末-0.21524 (1.2)0.204018 (p2.2)法定節(jié)假日及其前一天-0.14738 (1.3)-0.04644 (23)當(dāng)丨卩丨0.8時(shí)，可視為高度相關(guān)；當(dāng)0.5 |p| 0.8時(shí)，可視為中度相關(guān)；當(dāng)0.3 |p| 0.5時(shí)，視為低度相關(guān)；當(dāng)|p|0.3時(shí)，說明兩個(gè)變量之間的相關(guān)程度極弱。無論是何種情況，|p| 12 | | p 1.3 | | p 1.1 |， 證 | | p 2,3 | | 2.1 |）無論

12、是日平均溫度還是溫差對客流的影響都是正常周末遠(yuǎn)多于其余兩者，法定節(jié)假日及其前一天又大于工作日。這是因?yàn)槿藗冋Ｖ苣┏鲂械淖灾鬟x擇性最 強(qiáng)，人們可根據(jù)溫度選擇自己是否出行和出行方式；而在法定節(jié)假日及其前一天的時(shí)候，只有還留在當(dāng)?shù)氐木用裼凶灾鬟x擇權(quán)， 而原道而來的游客即使遇到不好 的天氣也會選擇繼續(xù)出行；至于工作日時(shí)，無論是什么樣的天氣，人們?nèi)粘９ぷ鳌?生活所必需的出行不會有太大的變化。2. 橫向?qū)Ρ?| 1.1 | | 2.1 |,|。1.2 | 站 | 卩 K | ,| p 13 | | 戸 2.3| )根據(jù)全年溫度變化圖，當(dāng)?shù)啬甏呵飪杉居忻黠@的回暖的跡象，全年溫度 呈三重波峰，溫度變化較快。

13、人們經(jīng)過長年的適應(yīng)，對溫差變化較為適應(yīng)。天氣我們將天氣分為五大類，分別為無障礙天氣，霧霾天氣，雪天，雨雪天氣，雨天。根據(jù)天氣與客流量相關(guān)性與工作日無障礙天氣霧霾天氣雪天雨雪天氣雨天天數(shù)18054252平均客 流量 Z148863.6（右157273.9143258164503.2146761.1（弘正常周末無障礙天氣霧霾天氣雪天雨雪天氣雨天天數(shù)6230122平均客流量 Z184125.3 區(qū) 1）1897000210532.2171809.2非法定節(jié) 假日無障礙天氣霧霾天氣雪天雨雪天氣雨天天數(shù)330001平均客流量 Z183832.41000162474.7區(qū)3,2)5可知，該城市不良天氣主要

14、為雨天，應(yīng)將其作為主要研究對象。得到以下結(jié) 論：工作日時(shí)，氐嚴(yán)正常周末時(shí)，勺.iA ZU.2O法定節(jié)假日，了3.1 Z3r2,且變化較正常周末更為明顯。不良天氣會降低BRT客流量。工作日時(shí)，人們進(jìn)行的日常生活、工作所必需的出行不會有太大變化； 正常 周末時(shí)，人們會避免在不良天氣出行，對客流量有所影響；而法定節(jié)假日及其前 一天，不良的天氣會減少外地人前來游玩， 增強(qiáng)當(dāng)?shù)厝穗x開該市的想法，即使留 下的人也會減少出行，所以不良天氣對客流量影響較大。5.2針對問題二進(jìn)行建模求解假日經(jīng)濟(jì)的相關(guān)因數(shù)與最適合出行的氣象狀況假日經(jīng)濟(jì)與客流量相關(guān)性工作日正常周末法定節(jié)假日及其 前一天平均客流量（Y）148622

15、.4( J)181536.4(183204.2( Y3)假日客流對比圖在考慮到法定節(jié)假日前一天和法定節(jié)假日最后一天人口的雙向性流動(dòng)，我們認(rèn)為 Y汀 y3 Ki0由此可見，法定節(jié)假日對客流量的影響與正常周末對客 流量 的影響相當(dāng)，該城市不是旅游城市。假日經(jīng)濟(jì)對客流量有正面刺激。根據(jù)假日客流對比圖可知：6正常周末?？土髁糠€(wěn)定。法定節(jié)假日及其前一天?？土髁坎▌?dòng)較大，主要原因是春節(jié)期間，人們在家陪 伴家人，減少在外出行。522溫度、天氣、風(fēng)速對客流量的影響程度之前我們已經(jīng)對這個(gè)問題進(jìn)行探究，在這里只做簡單的歸納。5.2.2. a 風(fēng)速。因該城市全年的風(fēng)速變化較小且處于較低水平，不影響人們的出行意愿，對

16、客流量幾乎無影響。5.2.2. b 溫度。無論是日平均溫度還是溫差對客流的影響都是正常周末遠(yuǎn)多于其余兩者，法定節(jié)假日及其前一天又大于工作日。日平均溫度對客流量的影響會大于溫差造成 的影響。5.2.2. C 天氣正常周末時(shí)，不良天氣對客流量有所影響；而法定節(jié)假日及其前一天，不良 天氣對客流量影響較大。最適合出行氣象。在微風(fēng)，溫差小的氣象出行是最好的。因?yàn)檫@兩個(gè)因數(shù)與客流量的相關(guān)度極 小,選擇這樣的氣象出行，既能感到身體適應(yīng)，又不會有特別多出行的人。5.3周期性客流量預(yù)測與安全管理性建議 周期性客流預(yù)測以周為單位，研究工作日時(shí)的客流周期變化星期*-二二四五六日平145280140323139268

17、14203917596418421768均客 流量.9.3.6.2.47465單周的客流變化表現(xiàn)為周二，周三，周四客流量相當(dāng)且較少，周一客流量較前三者略多，周五、周日客流量相當(dāng)且較多，周六達(dá)到頂峰。 據(jù)此，我們能預(yù)測周期性客流量。安全管理建議影響安全的主要因數(shù)有以下兩點(diǎn)5.3.2. a 天氣7IEZDmis亠降雨天數(shù)分布圖在不利于出行的天氣中，雨天占了 83.33%,而且當(dāng)?shù)厝斯ぷ魅諘r(shí)不會因?yàn)?降雨而減少，將其列為為主要考慮對象。根據(jù)降雨天數(shù)分布圖顯示，該市降 雨主要集中7月，8月以及12月。所以這3個(gè)月的工作日應(yīng)額外注意雨水天氣 帶來的危險(xiǎn)。5.3.2. b客流量在節(jié)假日時(shí)，客流量會比平時(shí)高出許多，個(gè)別時(shí)候（如元旦前夕）會井噴式 增長，可能造成擁擠，甚至踩踏，此時(shí)應(yīng)加派人手引導(dǎo)游客。45DCOOO/口 才10 0023 I6t得到X(t)=5.4給有關(guān)部門的建議書1. 客流量容納量。之前我們對全年原客流量進(jìn)行擬合,一 年之(2015.1.1 至 )，客流量仍會隨著時(shí)間的推移而增長并達(dá)到客流量容納量。所以，在這段期間,有關(guān)部門可以逐步地提高接待能力。2天氣。有關(guān)部門可以通過對氣象的觀察，合理安排人手，既可以有時(shí)候減少 不必要的開支，有時(shí)候也能緩解客流擁擠。3節(jié)假