基于公交 IC 卡和 AVL 数据的上车站点识别

在车辆定位系统广泛应用的今天，也许你会感觉要去识别公交乘客的上车站点并不是一件特别困难的事情。

因为从纯理论的角度来看，有了 IC 卡数据，有了 AVL 数据（特别是到离站数据），上车站点的识别基本上没有什么可以研究的。但是当你具体实践的时候，你会发现从公交 IC 卡和 AVL 数据到上车站点数据之间有一段很长很长的路。

“咦，20 号的 IC 数据里面竟有 19 号的数据！”

“这个站的到离站时间也丢了！”

“怎么五条公交线路共用一个线路编号！”

……

总而言之，没有不可能，只有想不到。

公交乘客乘车的一般过程

基本假设

一般而言，公交乘客应在公交车辆进站停稳后依次投币或刷卡上车，而公交车辆则应在公交乘客全部上车之后启动离开公交站台。因此可以认为，公交乘客的刷卡行为主要集中在公交车辆停靠站点期间，也即公交乘客的刷卡时间应晚于所乘公交车辆到达其上车站点的到站时间而早于对应的离站时间。

公交刷卡时间与公交车辆到离站时间之间的一般关系

对于任意一条公交 IC 卡刷卡记录 \(i\)，以车辆编号和线路编号为约束条件，遍历对应公交车辆 AVL 数据中的到站时间和离站时间。如果可以找到一组到站时间 \(t_{a(k)}\) 和离站时间 \(t_{d(k)}\) ，使得该刷卡记录i的刷卡对应的消费时间 \(t_{c(i)}\) 满足公式：

\[t_{a(k)}< t_{c(i)}< t_{d(k)}\]

则该组进出站到离站时间对应的站点即为该刷卡记录\(i\)对应的上车站点。

公交 IC 卡与 AVL 数据的融合

规则修正

在实际运营中，由于车内拥挤或乘客行动缓慢（如老年人或带有大量物品），不可避免地存在车辆离站后刷卡的现象。同时，对于某些大型公交站点，在多辆公交车辆排队进站时，还可能会出现站台外车辆尚未到站就上下客的情况，从而导致进站到站前刷卡现象。

多辆公交车排队进站

虽然这部分刷卡记录的比例一般较低，但是为了保证其上车站点的识别，提高上车站点的识别率，保证下车站点推导具有良好的数据基础，可以对上车站点识别规则进行一定的修改：

\[t_{a(k)}-a \left[ t_{a(k)}- t_{d(k-1)} \right] < t_{c(i)} < t_{d(k)}+b \left[t_{a(k+1)}-t_{d(k)}\right]\]

其中，\(a\) 和 \(b\) 为不大于1的系数，即 \(a<1\)，\(b<1\)。

注意事项

值得注意的是，我国的公交 IC 卡收费系统的终端——车载刷卡机多为离线式的。由于缺少维护，车载刷卡机的系统时间一般都存在一定程度的偏差，以致公交 IC 卡数据中记录的刷卡时间并非实际的刷卡时间。因此，在进行上车站点识别之前首先需要通过一定的方法确定系统的时间差，并予以修正。

参考:李海波, 陈学武, 陈峥嵘, 基于公交 IC 卡和 AVL 数据的客流 OD 推导方法. 交通信息与安全, 2015. 33(6):33-39,95

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