云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法。其包括以下步驟：根據(jù)車輛定位的當前位置信息，通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)采集車輛定位數(shù)據(jù)；通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心進行通信；通過公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的運營調度指令并在車載司機信息顯示屏進行顯示；通過接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)通知信息至智能公交一體化終端，顯示通知信息、收費信息、系統(tǒng)故障信息，提供司機查看。本發(fā)明構建在一個高可用的云計算平臺，使得其可以具備在線的計算能力擴展、高效的資源效用比以及穩(wěn)定的運行性能，實現(xiàn)高效、彈性和綠色的通用計算平臺。
【專利說明】
云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及的是共交通實時動態(tài)公共交通調度領域，具體涉及一種云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法。
【背景技術】
[0002]隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)及通信技術的快速發(fā)展，智能公交調度與新技術的融合進入了一個新的階段?；谛畔⒎植际教幚泶鎯εc汽車移動物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)，將在大范圍內實現(xiàn)實時、準確、高效的綜合交通運輸管理，能夠實現(xiàn)有效的緩解交通擁堵，降低能源消耗，減少環(huán)境污染?；谠朴嬎慵夹g的智能公交產(chǎn)品與應用將在未來逐步走入普通大眾的生活，城市交通將進入“云交通”時代。
[0003]相比于傳統(tǒng)的服務器技術，面對海量的公交實時信息處理方面需要構建相對獨立的處理平臺，如面向公交的實時數(shù)據(jù)獲取和處理、面向用戶的信息服務處理以及面向決策層的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理等，由于其數(shù)據(jù)的格式和算法的處理本質不同，難以在相同的架構上實現(xiàn)整合，在網(wǎng)絡完全等方面無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)和應用的隔離，使得平臺在效用比和安全性上難以實現(xiàn)有效的平衡。云計算利用虛擬化技術，以其在自動部署和資源快速啟動方面可以有效的解決上述問題，使得服務、數(shù)據(jù)和接口可以有效的整合到一個平臺內，并按照服務的壓力和需求進行資源的調配，使得平臺的效用比最優(yōu)化，同時由于云計算在資源的隔離和數(shù)據(jù)高可用性上具備靈活的解決方案，如多點冗余存儲、計算資源的彈性調度、數(shù)據(jù)的快照等，可保證面向公交的高可用性計算和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務。綜上所述，公共交通調度系統(tǒng)是構建在一個高可用的云計算平臺，使得其可以具備在線的計算能力擴展、高效的資源效用比以及穩(wěn)定的運行性能，改變原有的公共交通信息服務平臺，實現(xiàn)高效、彈性和綠色的通用計
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【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，構建在一個高可用的云計算平臺，使得其可以具備在線的計算能力擴展、高效的資源效用比以及穩(wěn)定的運行性能，改變原有的公共交通信息服務平臺，實現(xiàn)高效、彈性和綠色的通用計算平臺。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn):云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，其包括以下步驟:(I)、通過智能公交一體化終端和交通要素標識標簽的車輛定位功能，提供DR-GPS衛(wèi)星定位和低功耗藍牙輔助精準定位；
[0006](2)、根據(jù)車輛定位的當前位置信息，通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)采集車輛定位數(shù)據(jù)，包含時間、經(jīng)度、瑋度、速度、方向；通過智能公交一體化終端采集車輛營運數(shù)據(jù)，包含行使軌跡、車次、車輛狀態(tài)(如:開關門)、行駛里程、到站信息；
[0007](3)、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心進行通信，按協(xié)議上傳車輛定位數(shù)據(jù)、車輛營運數(shù)據(jù)、車輛調度數(shù)據(jù)、站臺客流數(shù)據(jù)、司機上報數(shù)據(jù);同時，按協(xié)議接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)的業(yè)務數(shù)據(jù)和通知信息；由于通信的原因，未上傳或下發(fā)的數(shù)據(jù)進行重補發(fā);通過3G/4G雙模通信模式，可配置文件修改APN，采用APN專網(wǎng)或公網(wǎng)的網(wǎng)絡通訊;具有網(wǎng)絡信號監(jiān)測，可顯示實時信號強度，斷線自動重連；
[0008](4)、通過公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的運營調度指令并在車載司機信息顯示屏進行顯示，司機可通過車載司機信息顯示屏對調度信息進行反饋，同時，系統(tǒng)支持司機手工觸發(fā)線路運行調度指令；
[0009](5)、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行行車監(jiān)察，在行車過程中，實時顯示公交車輛的運營車次、車輛狀態(tài)(開關門)、行駛里程、到站信息，提供司機查看；當出現(xiàn)滿載、嚴重堵車、交通意外、緊急改道及壞車等情況，司機可通過車載司機信息顯示屏輸入信息，并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心；
[0010](6)、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行異常告警，對開門行車、超速、線路越界的檢測，并通過輕觸式輸入顯示屏顯示提醒司機；
[0011 ] (7)、通過接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)通知信息至智能公交一體化終端，顯示通知信息、收費信息、系統(tǒng)故障信息，提供司機查看。
[0012]所述的步驟(6)和步驟(7)之間還包括智能公交一體化終端將接收的數(shù)據(jù)中心的調度信息實時地反饋到公共交通云服務調度系統(tǒng)，公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的調度信息后推送到智能公交一體化終端進行實時顯示并跟蹤監(jiān)控。
[0013]所述公交出行服務信息數(shù)據(jù)包括天氣信息、路況信息、交通事故信息以及通知信息。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本方法可通過智能公交一體化終端采集公交車輛及站臺的信息、站臺客流信息，結合公共交通云服務調度系統(tǒng)提供的公交客流出行實時數(shù)據(jù)，提供實時公交調度信息服務，用戶體驗好，智能化程度高，投入成本低，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好且可靠性高。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0016]本【具體實施方式】采用以下技術方案:云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，其包括以下步驟:1、通過智能公交一體化終端和交通要素標識標簽的車輛定位功能，提供DR-GPS衛(wèi)星定位和低功耗藍牙輔助精準定位；
[0017]2、根據(jù)車輛定位的當前位置信息，通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)采集車輛定位數(shù)據(jù)，包含時間，經(jīng)度、瑋度、速度、方向；通過智能公交一體化終端采集車輛營運數(shù)據(jù)，包含行使軌跡、車次、車輛狀態(tài)(如:開關門)、行駛里程、到站信息；
[0018]3、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心進行通信，按協(xié)議上傳車輛定位數(shù)據(jù)、車輛營運數(shù)據(jù)、車輛調度數(shù)據(jù)、站臺客流數(shù)據(jù)、司機上報數(shù)據(jù)；同時，按協(xié)議接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)的業(yè)務數(shù)據(jù)和通知信息；由于通信的原因，未上傳或下發(fā)的數(shù)據(jù)進行重補發(fā);通過3G/4G雙模通信模式，可配置文件修改APN，采用APN專網(wǎng)或公網(wǎng)的網(wǎng)絡通訊;具有網(wǎng)絡信號監(jiān)測，可顯示實時信號強度，斷線自動重連；
[0019]4、通過公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的運營調度指令并在車載司機信息顯示屏進行顯示，司機可通過車載司機信息顯示屏對調度信息進行反饋，同時，系統(tǒng)支持司機手工觸發(fā)線路運行調度指令；
[0020]5、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行行車監(jiān)察，在行車過程中，實時顯示公交車輛的運營車次、車輛狀態(tài)(開關門)、行駛里程、到站信息，提供司機查看；當出現(xiàn)滿載、嚴重堵車、交通意外、緊急改道及壞車等情況，司機可通過車載司機信息顯示屏輸入信息，并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心；
[0021]6、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行異常告警，對開門行車、超速、線路越界的檢測，并通過輕觸式輸入顯示屏顯示提醒司機；
[0022]7、通過接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)通知信息至智能公交一體化終端，顯示通知信息、收費信息、系統(tǒng)故障信息，提供司機查看。
[0023]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟S6與S7之間還包括:
[0024]智能公交一體化終端將接收的數(shù)據(jù)中心的調度信息實時地反饋到公共交通云服務調度系統(tǒng)，公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的調度信息后推送到智能公交一體化終端進行實時顯示并跟蹤監(jiān)控。
[0025]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述公交出行服務信息數(shù)據(jù)包括天氣信息、路況信息、交通事故信息以及通知信息。
[0026]實施例1:
[0027]一種云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，包括:
[0028]S1、通過智能公交一體化終端和交通要素標識標簽的車輛定位功能，提供DR-GPS衛(wèi)星定位和低功耗藍牙輔助精準定位；
[0029]S2、根據(jù)車輛定位的當前位置信息，通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)采集車輛定位數(shù)據(jù)，包含時間，經(jīng)度、瑋度、速度、方向；通過智能公交一體化終端采集車輛營運數(shù)據(jù)，包含行使軌跡、車次、車輛狀態(tài)(如:開關門)、行駛里程、到站信息；
[0030]S3、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心進行通信，按協(xié)議上傳車輛定位數(shù)據(jù)、車輛營運數(shù)據(jù)、車輛調度數(shù)據(jù)、站臺客流數(shù)據(jù)、司機上報數(shù)據(jù);同時，按協(xié)議接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)的業(yè)務數(shù)據(jù)和通知信息；由于通信的原因，未上傳或下發(fā)的數(shù)據(jù)進行重補發(fā);通過3G/4G雙模通信模式，可配置文件修改APN，采用APN專網(wǎng)或公網(wǎng)的網(wǎng)絡通訊;具有網(wǎng)絡信號監(jiān)測，可顯示實時信號強度，斷線自動重連；
[0031]S4、通過公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的運營調度指令并在車載司機信息顯示屏進行顯示，司機可通過車載司機信息顯示屏對調度信息進行反饋，同時，系統(tǒng)支持司機手工觸發(fā)線路運行調度指令；
[0032]S5、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行行車監(jiān)察，在行車過程中，實時顯示公交車輛的運營車次、車輛狀態(tài)(開關門)、行駛里程、到站信息，提供司機查看；當出現(xiàn)滿載、嚴重堵車、交通意外、緊急改道及壞車等情況，司機可通過車載司機信息顯示屏輸入信息，并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心；
[0033]S6、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行異常告警，對開門行車、超速、線路越界的檢測，并通過輕觸式輸入顯示屏顯示提醒司機；
[0034]S7、通過接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)通知信息至智能公交一體化終端，顯示通知信息、收費信息、系統(tǒng)故障信息，提供司機查看。
[0035]進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述步驟S6與S7之間還包括:
[0036]智能公交一體化終端將接收的數(shù)據(jù)中心的調度信息實時地反饋到公共交通云服務調度系統(tǒng)，公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的調度信息后推送到智能公交一體化終端進行實時顯示。
[0037]優(yōu)選的，步驟SI，包括:
[0038]S8、通過智能公交一體化終端采集周圍的公交站臺交通要素標識標簽信號，如果穩(wěn)定采集到某個具體站臺交通要素標識標簽信號，則精確確定用戶當前在該站臺位置附近；
[0039]S9、如果沒有采集到站臺交通要素標識標簽信號，則通過智能公交一體化終端采集自身的定位信息，大概確定用戶的當前位置；
[0040]S10、在車輛移動過程中，智能公交一體化終端實時采集周圍的站臺交通要素標識標簽信號，結合自身的定位信息和站臺交通要素標識標簽信號，綜合確定車輛的當前位置，實現(xiàn)精準定位；
[0041 ] S11、無監(jiān)督學習的公交客流出行特征表達提取，特征是對短時客流對象的描述和表征，好的有效的特征會對整個模型預測過程事半功倍。公交客流的出行特征通常包括公交客流的時間分布特性、公交客流的動態(tài)特性和短時公交客流特性。時間分布特性反映了工作日客流、周末客流和節(jié)假日客流的不同分布規(guī)律;動態(tài)特性反映了公交客流時間分布的不均勻性、方向的不均衡性以及客流分布的周期變動特性。短時客流特性反映了相鄰時段、相鄰天、相鄰周和相鄰月的客流變化的相關性。鑒于無監(jiān)督特征學習的強大表述能力和對大量數(shù)據(jù)樣本的充分利用，借助大量已有公交刷卡數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)集(源數(shù)據(jù)集)利用無監(jiān)督學習方法訓練多個網(wǎng)絡形成具有深度結構的層疊編碼機，以便獲得不同日期不同時間段的短時客流的有效高層語義表達特征(既具有不同時間分布特性又具有周期變動性)。然后，將獲得的網(wǎng)絡參數(shù)通過迀移特征學習方法迀移到目標客流預測任務上。
[0042]S12、調度優(yōu)化模型訓練，在線路公交調度中，主要因素是客流量和公交車行駛信息，調度需要根據(jù)線路上客流量的大小和車輛的行駛時間確定運營車輛的安排及線路發(fā)車間隔，滿足出行者出行需求。公交線路調度方案的制定一方面要考慮公交企業(yè)的運營成本；為滿足乘客出行需求而盲目增加運營車輛導致運營成本增加和滿載率過低是一種不必要的資源浪費。另一方面還要考慮乘客的出行成本(如站臺等待時間、轉車次數(shù)等)。因此，調度模型的訓練是以乘客利益和公交運輸企業(yè)利益總體最優(yōu)的多目標最優(yōu)化問題，即在滿足總體利益最優(yōu)的情況下確定最優(yōu)的線路發(fā)車間隔。
[0043]S13、實時動態(tài)運營決策系統(tǒng)，靜態(tài)調度優(yōu)化模型為公交運營及調度的科學操作制定了理論依據(jù)。但實際的公交運營，由于受到天氣、道路交通環(huán)境及國家政策等突發(fā)因素的影響而偏離靜態(tài)調度模型。因此需要根據(jù)異常突發(fā)事件(客流異常、線路運行異常、車輛運行異常及混合異常突發(fā)事件)的特點對靜態(tài)調度優(yōu)化模型進行實時調整。
[0044]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，其特征在于，其包括以下步驟:(I)、通過智能公交一體化終端和交通要素標識標簽的車輛定位功能，提供DR-GPS衛(wèi)星定位和低功耗藍牙輔助精準定位； (2)、根據(jù)車輛定位的當前位置信息，通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)采集車輛定位數(shù)據(jù)，包含時間、經(jīng)度、瑋度、速度、方向；通過智能公交一體化終端采集車輛營運數(shù)據(jù)，包含行使軌跡、車次、車輛狀態(tài)、行駛里程、到站信息； (3)、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心進行通信，按協(xié)議上傳車輛定位數(shù)據(jù)、車輛營運數(shù)據(jù)、車輛調度數(shù)據(jù)、站臺客流數(shù)據(jù)、司機上報數(shù)據(jù)；同時，按協(xié)議接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)的業(yè)務數(shù)據(jù)和通知信息；由于通信的原因，未上傳或下發(fā)的數(shù)據(jù)進行重補發(fā);通過3G/4G雙模通信模式，可配置文件修改APN，采用APN專網(wǎng)或公網(wǎng)的網(wǎng)絡通訊;具有網(wǎng)絡信號監(jiān)測，可顯示實時信號強度，斷線自動重連； (4)、通過公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的運營調度指令并在車載司機信息顯示屏進行顯示，司機可通過車載司機信息顯示屏對調度信息進行反饋，同時，系統(tǒng)支持司機手工觸發(fā)線路運行調度指令； (5)、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行行車監(jiān)察，在行車過程中，實時顯示公交車輛的運營車次、車輛狀態(tài)(開關門)、行駛里程、到站信息，提供司機查看；當出現(xiàn)滿載、嚴重堵車、交通意外、緊急改道及壞車等情況，司機可通過車載司機信息顯示屏輸入信息，并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心； (6)、通過智能公交一體化終端或公共交通云服務調度系統(tǒng)進行異常告警，對開門行車、超速、線路越界的檢測，并通過輕觸式輸入顯示屏顯示提醒司機； (7)、通過接收數(shù)據(jù)中心下發(fā)通知信息至智能公交一體化終端，顯示通知信息、收費信息、系統(tǒng)故障信息，提供司機查看。2.根據(jù)權利要求1所述的云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，其特征在于，所述的步驟(6)和步驟(7)之間還包括智能公交一體化終端將接收的數(shù)據(jù)中心的調度信息實時地反饋到公共交通云服務調度系統(tǒng)，公共交通云服務調度系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)中心的調度信息后推送到智能公交一體化終端進行實時顯示并跟蹤監(jiān)控。3.根據(jù)權利要求1所述的云平臺環(huán)境下無監(jiān)督學習的實時公交動態(tài)調度方法，其特征在于，所述公交出行服務信息數(shù)據(jù)包括天氣信息、路況信息、交通事故信息以及通知信息。
【文檔編號】G08G1/127GK105844945SQ201610406660
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月4日
【發(fā)明人】陳福平, 趙禮奇
【申請人】陳福平