基于軌跡與刷卡數(shù)據(jù)的公交運(yùn)行可靠性多維評(píng)價(jià)體系構(gòu)建與實(shí)證研究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景在城市化進(jìn)程不斷加速的當(dāng)下，城市人口數(shù)量持續(xù)攀升，居民的出行需求也日益增長(zhǎng)。城市公交作為城市交通體系的關(guān)鍵構(gòu)成部分，憑借其運(yùn)量大、成本低、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)，成為了廣大居民日常出行的重要選擇，對(duì)城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展起著舉足輕重的作用。一方面，高效、可靠的公交系統(tǒng)能夠極大地提高居民的出行效率，節(jié)省出行時(shí)間，使居民能夠更加便捷地到達(dá)工作地點(diǎn)、學(xué)校、商場(chǎng)等場(chǎng)所，從而提升居民的生活質(zhì)量。另一方面，良好的公交服務(wù)有助于減少私家車(chē)的使用頻率，緩解城市交通擁堵?tīng)顩r，降低能源消耗和尾氣排放，對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展意義重大。然而，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，公交運(yùn)行可靠性受到眾多復(fù)雜因素的影響。道路交通狀況是其中一個(gè)關(guān)鍵因素，在交通高峰期，道路擁堵現(xiàn)象頻發(fā)，公交車(chē)常常會(huì)遭遇長(zhǎng)時(shí)間的延誤，無(wú)法按照預(yù)定的時(shí)間到達(dá)站點(diǎn)，導(dǎo)致乘客的出行時(shí)間難以準(zhǔn)確預(yù)估，影響乘客的出行計(jì)劃。公交車(chē)輛的性能和維護(hù)狀況也不容忽視，如果車(chē)輛出現(xiàn)故障，不僅會(huì)導(dǎo)致該趟車(chē)次的延誤，還可能需要調(diào)配其他車(chē)輛來(lái)接替運(yùn)營(yíng)，進(jìn)一步影響整個(gè)線路的運(yùn)行秩序。此外，駕駛員的駕駛習(xí)慣和操作技能、站點(diǎn)的設(shè)置合理性、天氣狀況等因素，也都會(huì)對(duì)公交運(yùn)行的可靠性產(chǎn)生不同程度的影響。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，軌跡與刷卡數(shù)據(jù)在公交運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。公交車(chē)輛上配備的全球定位系統(tǒng)（GPS）能夠?qū)崟r(shí)記錄車(chē)輛的行駛軌跡，包括車(chē)輛的位置、行駛速度、行駛方向等信息；而乘客的刷卡數(shù)據(jù)則詳細(xì)記錄了乘客的上下車(chē)時(shí)間、站點(diǎn)等信息。這些豐富的數(shù)據(jù)資源為深入研究公交運(yùn)行可靠性提供了新的契機(jī)和有力的支持。通過(guò)對(duì)軌跡與刷卡數(shù)據(jù)的深入挖掘和分析，可以更加準(zhǔn)確地了解公交車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)、乘客的出行規(guī)律以及各種因素對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響機(jī)制，從而為提高公交運(yùn)行可靠性提供科學(xué)依據(jù)和有效的解決方案。因此，利用軌跡與刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行公交運(yùn)行可靠性研究具有重要的現(xiàn)實(shí)必要性和緊迫性。1.1.2研究意義本研究對(duì)于提高公交服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。公交服務(wù)質(zhì)量是吸引乘客選擇公交出行的關(guān)鍵因素之一，而公交運(yùn)行可靠性又是衡量公交服務(wù)質(zhì)量的重要指標(biāo)。通過(guò)對(duì)軌跡與刷卡數(shù)據(jù)的分析，可以準(zhǔn)確評(píng)估公交運(yùn)行的可靠性水平，找出影響可靠性的關(guān)鍵因素和薄弱環(huán)節(jié)。公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以據(jù)此采取針對(duì)性的措施，如優(yōu)化線路規(guī)劃、合理調(diào)整發(fā)車(chē)時(shí)間間隔、加強(qiáng)車(chē)輛維護(hù)保養(yǎng)、提高駕駛員培訓(xùn)水平等，來(lái)提高公交運(yùn)行的可靠性，進(jìn)而提升公交服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)乘客對(duì)公交出行的滿意度和信任度，吸引更多居民選擇公交出行，減少私家車(chē)的使用，緩解城市交通擁堵和環(huán)境污染問(wèn)題。從優(yōu)化公交運(yùn)營(yíng)管理的角度來(lái)看，研究結(jié)果能夠?yàn)楣贿\(yùn)營(yíng)管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。通過(guò)對(duì)軌跡與刷卡數(shù)據(jù)的挖掘和分析，可以深入了解公交車(chē)輛的運(yùn)行效率、乘客的出行需求和客流分布規(guī)律等信息。公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以根據(jù)這些信息，合理安排車(chē)輛和駕駛員，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)調(diào)度方案，提高公交資源的利用效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。在了解了不同時(shí)間段和不同線路的客流情況后，可以在高峰期增加車(chē)輛投放，在低谷期減少車(chē)輛運(yùn)營(yíng)，避免資源的浪費(fèi)。還可以根據(jù)乘客的出行需求和客流分布，合理調(diào)整公交線路和站點(diǎn)設(shè)置，提高公交服務(wù)的覆蓋范圍和便利性，使公交運(yùn)營(yíng)更加科學(xué)、合理、高效。滿足乘客出行需求是公共交通發(fā)展的根本目標(biāo)，本研究能夠更好地滿足這一需求。乘客在選擇出行方式時(shí)，往往希望能夠準(zhǔn)確掌握出行時(shí)間，避免不必要的等待和延誤。通過(guò)對(duì)公交運(yùn)行可靠性的研究，可以為乘客提供更加準(zhǔn)確的公交運(yùn)行信息，如實(shí)時(shí)公交到站時(shí)間、預(yù)計(jì)行程時(shí)間等，幫助乘客合理規(guī)劃出行路線和時(shí)間，提高出行的便捷性和舒適性。通過(guò)分析乘客的刷卡數(shù)據(jù)，還可以了解乘客的出行偏好和需求，為公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)提供個(gè)性化的服務(wù)提供參考，如開(kāi)發(fā)定制公交線路、優(yōu)化公交站點(diǎn)布局等，以滿足不同乘客群體的多樣化出行需求，提升乘客的出行體驗(yàn)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究。國(guó)外較早開(kāi)展相關(guān)研究，如美國(guó)交通研究委員會(huì)（TRB）提出的公交服務(wù)可靠性指標(biāo)體系，涵蓋了準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間可靠性、行車(chē)間隔可靠性等多個(gè)方面。其中，準(zhǔn)點(diǎn)率通過(guò)實(shí)際到達(dá)時(shí)間與計(jì)劃到達(dá)時(shí)間的偏差來(lái)衡量，是反映公交車(chē)輛是否按時(shí)到達(dá)站點(diǎn)的重要指標(biāo)；行程時(shí)間可靠性關(guān)注公交車(chē)輛在行駛過(guò)程中全程所用時(shí)間的穩(wěn)定性；行車(chē)間隔可靠性則著重于衡量相鄰兩輛公交車(chē)到達(dá)同一站點(diǎn)的時(shí)間間隔是否穩(wěn)定。這些指標(biāo)從不同角度對(duì)公交運(yùn)行可靠性進(jìn)行了量化，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。在國(guó)內(nèi)，學(xué)者們結(jié)合我國(guó)公交運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了進(jìn)一步的拓展和完善。宋曉梅和于雷指出，公交運(yùn)行可靠性應(yīng)綜合考慮乘客的出行體驗(yàn)，提出除了傳統(tǒng)的準(zhǔn)點(diǎn)率等指標(biāo)外，還應(yīng)將乘客的候車(chē)時(shí)間可靠性納入評(píng)價(jià)體系。候車(chē)時(shí)間可靠性反映了乘客在站點(diǎn)等待公交車(chē)的時(shí)間是否穩(wěn)定，直接影響乘客的出行滿意度。王玲等人基于上海市的公交數(shù)據(jù)，分析了站點(diǎn)數(shù)目、行程時(shí)間、運(yùn)行時(shí)段、是否工作日以及公交通過(guò)的區(qū)域類(lèi)型等因素對(duì)行程時(shí)間可靠度的影響，為行程時(shí)間可靠性指標(biāo)的細(xì)化和深入研究提供了實(shí)證依據(jù)。關(guān)于公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)方法，國(guó)外研究中，統(tǒng)計(jì)分析法應(yīng)用較為廣泛，通過(guò)對(duì)大量歷史運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，得出公交運(yùn)行可靠性的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值。例如，利用概率統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算公交車(chē)輛在不同時(shí)間段、不同路段的準(zhǔn)點(diǎn)概率，從而評(píng)估公交運(yùn)行的可靠性水平。模擬仿真法也是常用方法之一，通過(guò)建立公交運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型，在計(jì)算機(jī)上模擬公交車(chē)輛的運(yùn)行過(guò)程，分析不同因素對(duì)運(yùn)行可靠性的影響。如利用微觀交通仿真軟件VISSIM，構(gòu)建公交運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，模擬不同交通流量、站點(diǎn)設(shè)置等條件下公交的運(yùn)行情況。國(guó)內(nèi)學(xué)者在借鑒國(guó)外方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。有的研究人員運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)公交運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，建立公交運(yùn)行可靠性預(yù)測(cè)模型。該模型可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)公交運(yùn)行的可靠性狀況，為運(yùn)營(yíng)管理提供決策支持。模糊綜合評(píng)價(jià)法也被廣泛應(yīng)用，通過(guò)建立模糊關(guān)系矩陣，對(duì)多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出公交運(yùn)行可靠性的綜合評(píng)分。這種方法能夠較好地處理評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性和不確定性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，軌跡與刷卡數(shù)據(jù)在公交運(yùn)行可靠性研究中的應(yīng)用逐漸成為熱點(diǎn)。國(guó)外研究中，利用軌跡數(shù)據(jù)可以精確分析公交車(chē)輛的行駛軌跡、速度變化等信息，從而深入了解公交在道路上的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)對(duì)軌跡數(shù)據(jù)的挖掘，能夠發(fā)現(xiàn)公交車(chē)輛在哪些路段容易出現(xiàn)延誤，以及延誤的原因，為優(yōu)化線路和調(diào)度提供依據(jù)。刷卡數(shù)據(jù)則用于分析乘客的出行行為，如出行時(shí)間、出行路線等，進(jìn)而評(píng)估公交服務(wù)對(duì)乘客需求的滿足程度。國(guó)內(nèi)在這方面的研究也取得了一定成果，有研究通過(guò)融合軌跡與刷卡數(shù)據(jù)，建立了公交運(yùn)行可靠性的綜合評(píng)價(jià)模型。該模型將公交車(chē)輛的運(yùn)行信息與乘客的出行信息相結(jié)合，從車(chē)輛和乘客兩個(gè)角度全面評(píng)估公交運(yùn)行可靠性，提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和全面性。有的研究利用軌跡與刷卡數(shù)據(jù)，分析不同時(shí)間段、不同線路的公交客流分布特征，以及客流與公交運(yùn)行可靠性之間的關(guān)系，為公交運(yùn)營(yíng)調(diào)度提供了更具針對(duì)性的建議。盡管?chē)?guó)內(nèi)外在公交運(yùn)行可靠性研究方面取得了豐富的成果，但仍存在一些不足之處?，F(xiàn)有研究在評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取上，雖然涵蓋了多個(gè)方面，但對(duì)于一些新興因素的考慮還不夠全面，如智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響。在評(píng)價(jià)方法上，各種方法都有其優(yōu)勢(shì)和局限性，目前還缺乏一種能夠全面、準(zhǔn)確、高效地評(píng)價(jià)公交運(yùn)行可靠性的統(tǒng)一方法。在利用軌跡與刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行研究時(shí)，數(shù)據(jù)的質(zhì)量和安全性問(wèn)題尚未得到很好的解決，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性對(duì)研究結(jié)果的可靠性有較大影響，同時(shí)，如何在保護(hù)乘客隱私的前提下充分利用這些數(shù)據(jù)也是需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在利用軌跡與刷卡數(shù)據(jù)，構(gòu)建一套全面、科學(xué)、準(zhǔn)確的公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)體系，深入剖析公交運(yùn)行可靠性的影響因素，為公交運(yùn)營(yíng)管理提供切實(shí)可行的優(yōu)化策略，以提高公交服務(wù)質(zhì)量，滿足乘客的出行需求。具體研究?jī)?nèi)容如下：公交軌跡與刷卡數(shù)據(jù)處理：對(duì)公交軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除因GPS信號(hào)丟失、漂移等原因產(chǎn)生的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和異常值，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，對(duì)刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行去重、驗(yàn)證等處理，確保乘客上下車(chē)信息的真實(shí)性和完整性。通過(guò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)，將軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立乘客出行與公交車(chē)輛運(yùn)行之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，根據(jù)乘客的刷卡時(shí)間和公交車(chē)輛在站點(diǎn)的停留時(shí)間，確定乘客所乘坐的具體車(chē)次，為后續(xù)的分析提供基礎(chǔ)。公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)選取：在梳理國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交運(yùn)行的實(shí)際特點(diǎn)和乘客的出行需求，從多個(gè)維度選取評(píng)價(jià)指標(biāo)。在時(shí)間維度上，選取準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間可靠性等指標(biāo)。準(zhǔn)點(diǎn)率通過(guò)計(jì)算公交車(chē)輛實(shí)際到達(dá)時(shí)間與計(jì)劃到達(dá)時(shí)間的偏差來(lái)衡量，反映了公交車(chē)輛是否按時(shí)到達(dá)站點(diǎn)；行程時(shí)間可靠性則關(guān)注公交車(chē)輛在行駛過(guò)程中全程所用時(shí)間的穩(wěn)定性，通過(guò)分析不同時(shí)間段、不同工作日的行程時(shí)間變化情況來(lái)評(píng)估。在空間維度上，考慮站點(diǎn)可靠性和線路可靠性。站點(diǎn)可靠性可以通過(guò)計(jì)算站點(diǎn)的平均候車(chē)時(shí)間、乘客在站點(diǎn)的換乘成功率等指標(biāo)來(lái)衡量；線路可靠性則可以從線路的整體運(yùn)行穩(wěn)定性、不同路段的運(yùn)行可靠性等方面進(jìn)行評(píng)估。還可以引入乘客滿意度指標(biāo)，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、在線評(píng)價(jià)等方式收集乘客對(duì)公交運(yùn)行可靠性的主觀評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)體系更加全面、客觀。公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建：根據(jù)選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇合適的評(píng)價(jià)方法構(gòu)建評(píng)價(jià)模型?？紤]到評(píng)價(jià)指標(biāo)的多樣性和復(fù)雜性，采用層次分析法（AHP）確定各指標(biāo)的權(quán)重，該方法通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題分解為多個(gè)層次，對(duì)各層次的元素進(jìn)行兩兩比較，從而確定各指標(biāo)的相對(duì)重要性。運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)公交運(yùn)行可靠性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該方法能夠處理評(píng)價(jià)過(guò)程中的模糊性和不確定性，通過(guò)建立模糊關(guān)系矩陣，將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合，得出公交運(yùn)行可靠性的綜合評(píng)分。還可以嘗試將機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等應(yīng)用于評(píng)價(jià)模型中，通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，提高評(píng)價(jià)模型的準(zhǔn)確性和預(yù)測(cè)能力。公交運(yùn)行可靠性影響因素分析：運(yùn)用相關(guān)性分析、回歸分析等統(tǒng)計(jì)方法，深入研究軌跡與刷卡數(shù)據(jù)中各因素與公交運(yùn)行可靠性之間的關(guān)系。分析道路擁堵?tīng)顩r與行程時(shí)間可靠性之間的相關(guān)性，通過(guò)對(duì)軌跡數(shù)據(jù)中車(chē)輛行駛速度、停留時(shí)間等信息的分析，確定擁堵路段和擁堵時(shí)段，以及擁堵對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響程度。探討乘客出行需求與公交運(yùn)行可靠性的關(guān)系，根據(jù)刷卡數(shù)據(jù)了解不同時(shí)間段、不同站點(diǎn)的客流量變化情況，分析客流高峰對(duì)公交運(yùn)行的壓力以及對(duì)可靠性的影響。考慮天氣狀況、特殊事件等外部因素對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響，通過(guò)收集相關(guān)的天氣數(shù)據(jù)和事件信息，與公交運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，找出這些因素對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響規(guī)律。公交運(yùn)行可靠性提升策略研究：基于評(píng)價(jià)結(jié)果和影響因素分析，提出針對(duì)性的公交運(yùn)行可靠性提升策略。在運(yùn)營(yíng)調(diào)度方面，根據(jù)客流變化情況，合理調(diào)整發(fā)車(chē)時(shí)間間隔，在高峰期增加車(chē)輛投放，提高公交的運(yùn)輸能力，減少乘客的候車(chē)時(shí)間和擁擠程度；采用智能調(diào)度系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)時(shí)路況和車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整車(chē)輛的行駛路線和運(yùn)行速度，避免車(chē)輛集中到站和長(zhǎng)時(shí)間延誤。在車(chē)輛維護(hù)方面，建立完善的車(chē)輛維護(hù)保養(yǎng)制度，定期對(duì)公交車(chē)輛進(jìn)行檢查、維修和保養(yǎng)，確保車(chē)輛的性能良好，減少因車(chē)輛故障導(dǎo)致的延誤。加強(qiáng)駕駛員培訓(xùn)，提高駕駛員的駕駛技能和服務(wù)意識(shí)，規(guī)范駕駛員的駕駛行為，減少因駕駛員操作不當(dāng)引起的運(yùn)行異常。還可以通過(guò)優(yōu)化公交線路和站點(diǎn)設(shè)置，減少線路重疊和站點(diǎn)間距不合理的問(wèn)題，提高公交運(yùn)行的效率和可靠性。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究采用多種研究方法，確保研究的科學(xué)性和全面性。數(shù)據(jù)挖掘方法用于處理和分析公交軌跡與刷卡數(shù)據(jù)，從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息。運(yùn)用數(shù)據(jù)清洗技術(shù)，去除軌跡數(shù)據(jù)中的噪聲和異常值，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量；采用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法，探索乘客出行行為與公交運(yùn)行之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。統(tǒng)計(jì)分析方法用于對(duì)公交運(yùn)行可靠性的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，如計(jì)算準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間的均值和標(biāo)準(zhǔn)差等，以了解公交運(yùn)行的基本特征和規(guī)律。運(yùn)用相關(guān)性分析研究各因素與公交運(yùn)行可靠性之間的關(guān)聯(lián)程度，為后續(xù)的影響因素分析提供數(shù)據(jù)支持。模型構(gòu)建方法是本研究的關(guān)鍵，通過(guò)構(gòu)建合理的評(píng)價(jià)模型，對(duì)公交運(yùn)行可靠性進(jìn)行量化評(píng)估。采用層次分析法（AHP）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，將復(fù)雜的多指標(biāo)評(píng)價(jià)問(wèn)題分解為多個(gè)層次，通過(guò)兩兩比較的方式確定各指標(biāo)的相對(duì)重要性，從而為綜合評(píng)價(jià)提供科學(xué)的權(quán)重分配。運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)公交運(yùn)行可靠性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該方法能夠處理評(píng)價(jià)過(guò)程中的模糊性和不確定性，將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合，得出公交運(yùn)行可靠性的綜合評(píng)分。本研究的技術(shù)路線如圖1-1所示。首先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，收集公交軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)自公交運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、智能公交調(diào)度平臺(tái)等。對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和預(yù)處理，去除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、重復(fù)數(shù)據(jù)和異常值，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理，為后續(xù)分析提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然后，基于預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，選取合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從時(shí)間、空間等多個(gè)維度構(gòu)建公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，并對(duì)公交運(yùn)行可靠性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響因素進(jìn)行深入分析，找出影響公交運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵因素?；谠u(píng)價(jià)結(jié)果和影響因素分析，提出針對(duì)性的公交運(yùn)行可靠性提升策略，為公交運(yùn)營(yíng)管理提供決策支持。最后，對(duì)研究成果進(jìn)行總結(jié)和展望，為后續(xù)研究提供參考。\二、公交運(yùn)行可靠性相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1公交運(yùn)行可靠性概念公交運(yùn)行可靠性是衡量公交系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，它反映了公交系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，按照預(yù)定計(jì)劃為乘客提供穩(wěn)定、高效服務(wù)的能力。從本質(zhì)上講，公交運(yùn)行可靠性體現(xiàn)了公交服務(wù)在時(shí)間和空間維度上的穩(wěn)定性與一致性，確保乘客能夠在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)、準(zhǔn)確地到達(dá)目的地。準(zhǔn)點(diǎn)性是公交運(yùn)行可靠性的重要體現(xiàn)。公交車(chē)輛按照預(yù)定的時(shí)刻表到達(dá)各個(gè)站點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)公交服務(wù)可靠性的基本要求。如果公交車(chē)輛經(jīng)常出現(xiàn)晚點(diǎn)或早到的情況，會(huì)給乘客的出行帶來(lái)極大的不便，導(dǎo)致乘客無(wú)法準(zhǔn)確安排自己的行程。當(dāng)乘客需要在某個(gè)特定時(shí)間到達(dá)工作地點(diǎn)或參加重要活動(dòng)時(shí)，公交的不準(zhǔn)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致他們遲到，影響工作或活動(dòng)的正常進(jìn)行。因此，準(zhǔn)點(diǎn)性直接關(guān)系到乘客對(duì)公交服務(wù)的滿意度和信任度。據(jù)相關(guān)研究表明，乘客對(duì)公交準(zhǔn)點(diǎn)性的關(guān)注度較高，準(zhǔn)點(diǎn)率每提高10%，乘客的滿意度可提升約15%。穩(wěn)定性也是公交運(yùn)行可靠性的核心內(nèi)涵之一。它主要體現(xiàn)在公交車(chē)輛的運(yùn)行過(guò)程中，包括車(chē)速的穩(wěn)定性、運(yùn)行路線的穩(wěn)定性以及服務(wù)水平的穩(wěn)定性等方面。穩(wěn)定的車(chē)速可以減少乘客在車(chē)內(nèi)的顛簸感，提高乘車(chē)的舒適性；運(yùn)行路線的穩(wěn)定則使乘客能夠熟悉公交的行駛路徑，方便他們選擇合適的站點(diǎn)上下車(chē)；而服務(wù)水平的穩(wěn)定則包括車(chē)輛的整潔程度、駕駛員的服務(wù)態(tài)度等方面，這些因素都會(huì)影響乘客對(duì)公交服務(wù)的整體感受。如果公交車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中頻繁出現(xiàn)急剎車(chē)、急加速等情況，不僅會(huì)影響乘客的舒適度，還可能導(dǎo)致乘客受傷，降低公交服務(wù)的可靠性。一致性強(qiáng)調(diào)公交服務(wù)在不同時(shí)間段、不同工作日以及不同線路之間的相對(duì)穩(wěn)定性。即使在交通高峰期、節(jié)假日等特殊情況下，公交系統(tǒng)也應(yīng)能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的服務(wù)水平，為乘客提供可靠的出行保障。不同線路之間的服務(wù)水平也應(yīng)盡量保持一致，避免出現(xiàn)某些線路服務(wù)質(zhì)量高，而另一些線路服務(wù)質(zhì)量差的情況。例如，在工作日的早晚高峰時(shí)段，公交系統(tǒng)應(yīng)能夠根據(jù)客流需求合理調(diào)配車(chē)輛，確保乘客的候車(chē)時(shí)間和乘車(chē)環(huán)境與平時(shí)相差不大，以維持公交服務(wù)的一致性。公交運(yùn)行可靠性對(duì)公交系統(tǒng)的重要性不言而喻。從乘客角度來(lái)看，可靠的公交運(yùn)行能夠提高乘客的出行效率，減少出行時(shí)間的不確定性。乘客可以根據(jù)公交的運(yùn)行時(shí)間表合理安排自己的出行計(jì)劃，無(wú)需提前過(guò)長(zhǎng)時(shí)間等待，也不用擔(dān)心因公交晚點(diǎn)而耽誤行程，從而提升出行的便利性和舒適性。對(duì)于公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，高可靠性的公交服務(wù)有助于吸引更多的乘客選擇公交出行，提高公交的客流量和市場(chǎng)份額。這不僅可以增加企業(yè)的運(yùn)營(yíng)收入，還能提高企業(yè)的社會(huì)聲譽(yù)和競(jìng)爭(zhēng)力。穩(wěn)定可靠的公交服務(wù)還可以減少車(chē)輛的維修成本和運(yùn)營(yíng)管理成本，提高運(yùn)營(yíng)效率。從城市交通整體發(fā)展的角度來(lái)看，公交運(yùn)行可靠性的提升有助于優(yōu)化城市交通結(jié)構(gòu)，減少私家車(chē)的使用，緩解城市交通擁堵?tīng)顩r，降低能源消耗和環(huán)境污染，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。二、公交運(yùn)行可靠性相關(guān)理論基礎(chǔ)2.2可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)2.2.1準(zhǔn)點(diǎn)類(lèi)指標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)率是衡量公交運(yùn)行可靠性的重要指標(biāo)之一，它直接反映了公交車(chē)輛按照預(yù)定時(shí)間到達(dá)站點(diǎn)的程度。其計(jì)算方法通常是：在一定時(shí)間段內(nèi)，統(tǒng)計(jì)公交車(chē)輛實(shí)際到達(dá)時(shí)間與計(jì)劃到達(dá)時(shí)間偏差在允許范圍內(nèi)（如正負(fù)5分鐘）的車(chē)次數(shù)量，然后除以總發(fā)車(chē)車(chē)次，再乘以100%，公式表示為：?????1???=\frac{?????1è?|???}{??????è?|è?|???}\times100\%例如，在某一天的早高峰時(shí)段（7:00-9:00），某公交線路共發(fā)車(chē)50次，其中實(shí)際到達(dá)時(shí)間與計(jì)劃到達(dá)時(shí)間偏差在正負(fù)5分鐘內(nèi)的車(chē)次有40次，則該時(shí)段該線路的準(zhǔn)點(diǎn)率為\frac{40}{50}\times100\%=80\%。準(zhǔn)點(diǎn)率越高，說(shuō)明公交車(chē)輛的準(zhǔn)時(shí)性越好，乘客能夠更準(zhǔn)確地預(yù)估出行時(shí)間，提高出行效率。晚點(diǎn)時(shí)間也是一個(gè)關(guān)鍵的準(zhǔn)點(diǎn)類(lèi)指標(biāo)，它是指公交車(chē)輛實(shí)際到達(dá)時(shí)間超過(guò)計(jì)劃到達(dá)時(shí)間的時(shí)長(zhǎng)。晚點(diǎn)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)可以按照車(chē)次進(jìn)行，記錄每趟晚點(diǎn)車(chē)次的晚點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)，然后計(jì)算所有晚點(diǎn)車(chē)次的平均晚點(diǎn)時(shí)間，公式為：?13????????1???é?′=\frac{\sum_{i=1}^{n}?????1???é??_{i}}{?????1è?|?????°é??}其中，n為晚點(diǎn)車(chē)次數(shù)量，?????1???é??_{i}為第i趟晚點(diǎn)車(chē)次的晚點(diǎn)時(shí)間。比如，某公交線路在一周內(nèi)共有10趟車(chē)次晚點(diǎn)，晚點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)分別為3分鐘、5分鐘、4分鐘、6分鐘、3分鐘、7分鐘、5分鐘、4分鐘、6分鐘、5分鐘，則平均晚點(diǎn)時(shí)間為\frac{3+5+4+6+3+7+5+4+6+5}{10}=4.8分鐘。平均晚點(diǎn)時(shí)間能夠直觀地反映公交車(chē)輛晚點(diǎn)的嚴(yán)重程度，幫助公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)了解晚點(diǎn)情況的總體水平，以便針對(duì)性地采取措施減少晚點(diǎn)。在評(píng)價(jià)公交運(yùn)行可靠性時(shí)，準(zhǔn)點(diǎn)類(lèi)指標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。準(zhǔn)點(diǎn)率是乘客對(duì)公交服務(wù)滿意度的重要影響因素之一，高準(zhǔn)點(diǎn)率能夠增強(qiáng)乘客對(duì)公交出行的信任，吸引更多乘客選擇公交出行。公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)通過(guò)監(jiān)控準(zhǔn)點(diǎn)率，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路運(yùn)行中存在的問(wèn)題，如線路規(guī)劃不合理、站點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)、交通擁堵等，進(jìn)而采取相應(yīng)的優(yōu)化措施。晚點(diǎn)時(shí)間指標(biāo)則有助于分析晚點(diǎn)的原因和規(guī)律，對(duì)于晚點(diǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的車(chē)次和線路，運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以深入調(diào)查，找出導(dǎo)致晚點(diǎn)的關(guān)鍵因素，如車(chē)輛故障、駕駛員操作不當(dāng)、道路施工等，并采取針對(duì)性的解決辦法，如加強(qiáng)車(chē)輛維護(hù)保養(yǎng)、提高駕駛員培訓(xùn)水平、及時(shí)調(diào)整線路等，以提高公交運(yùn)行的可靠性。2.2.2時(shí)間類(lèi)指標(biāo)行程時(shí)間是指公交車(chē)輛從線路起點(diǎn)到終點(diǎn)所花費(fèi)的總時(shí)間，它包括車(chē)輛在行駛過(guò)程中的運(yùn)行時(shí)間、在站點(diǎn)的?？繒r(shí)間以及因交通擁堵等原因產(chǎn)生的延誤時(shí)間。行程時(shí)間的計(jì)算可以通過(guò)公交車(chē)輛的軌跡數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用GPS定位技術(shù)記錄車(chē)輛在不同時(shí)刻的位置信息，根據(jù)位置變化和時(shí)間戳計(jì)算出車(chē)輛在各個(gè)路段的行駛時(shí)間，再加上站點(diǎn)?？繒r(shí)間，即可得到行程時(shí)間。例如，某公交車(chē)輛從起點(diǎn)站出發(fā)，在行駛過(guò)程中經(jīng)過(guò)多個(gè)路段，各路段行駛時(shí)間分別為10分鐘、8分鐘、12分鐘，在各個(gè)站點(diǎn)的停靠時(shí)間總計(jì)為5分鐘，最終到達(dá)終點(diǎn)站，則該趟車(chē)的行程時(shí)間為10+8+12+5=35分鐘。行程時(shí)間的穩(wěn)定性是衡量公交運(yùn)行可靠性的重要方面，如果行程時(shí)間波動(dòng)較大，說(shuō)明公交運(yùn)行受到的干擾因素較多，運(yùn)行可靠性較低。車(chē)頭時(shí)距是指同一線路上相鄰兩輛公交車(chē)輛到達(dá)同一站點(diǎn)的時(shí)間間隔。它是反映公交服務(wù)頻率穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，合理且穩(wěn)定的車(chē)頭時(shí)距能夠保證乘客在站點(diǎn)的候車(chē)時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定，提高乘客的出行體驗(yàn)。車(chē)頭時(shí)距的計(jì)算可以通過(guò)分析公交車(chē)輛的到站時(shí)間數(shù)據(jù)來(lái)完成，統(tǒng)計(jì)相鄰兩輛車(chē)到達(dá)同一站點(diǎn)的時(shí)間差，即可得到車(chē)頭時(shí)距。例如，某站點(diǎn)，第一輛公交車(chē)在8:00到達(dá)，第二輛公交車(chē)在8:10到達(dá)，則這兩輛車(chē)在該站點(diǎn)的車(chē)頭時(shí)距為10分鐘。如果車(chē)頭時(shí)距過(guò)短，可能會(huì)出現(xiàn)串車(chē)現(xiàn)象，導(dǎo)致部分站點(diǎn)乘客過(guò)度擁擠；車(chē)頭時(shí)距過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)使乘客候車(chē)時(shí)間增加，降低公交服務(wù)的吸引力。因此，保持穩(wěn)定的車(chē)頭時(shí)距對(duì)于提高公交運(yùn)行可靠性至關(guān)重要。時(shí)間類(lèi)指標(biāo)對(duì)于衡量公交運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要價(jià)值。穩(wěn)定的行程時(shí)間意味著公交車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中受到的干擾較小，能夠按照相對(duì)固定的時(shí)間完成線路運(yùn)行，使乘客能夠更準(zhǔn)確地規(guī)劃出行時(shí)間。當(dāng)行程時(shí)間波動(dòng)較大時(shí)，乘客可能會(huì)因?yàn)闊o(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估到達(dá)時(shí)間而選擇其他出行方式，影響公交的客流量。穩(wěn)定的車(chē)頭時(shí)距能夠保證公交服務(wù)的均勻性，減少乘客的候車(chē)焦慮，提高公交服務(wù)的質(zhì)量和可靠性。通過(guò)對(duì)車(chē)頭時(shí)距的監(jiān)控和調(diào)整，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決車(chē)輛調(diào)度不合理等問(wèn)題，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)調(diào)度方案，提高公交運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。2.2.3其他指標(biāo)串車(chē)率是指在一定時(shí)間段內(nèi)，發(fā)生串車(chē)現(xiàn)象的車(chē)次占總發(fā)車(chē)車(chē)次的比例。串車(chē)現(xiàn)象是指兩輛或兩輛以上同線路的公交車(chē)輛在短時(shí)間內(nèi)相繼到達(dá)同一站點(diǎn)，導(dǎo)致站點(diǎn)乘客過(guò)度擁擠，影響公交服務(wù)質(zhì)量。串車(chē)率的計(jì)算方法為：統(tǒng)計(jì)在某一時(shí)間段內(nèi)發(fā)生串車(chē)的車(chē)次數(shù)量，除以總發(fā)車(chē)車(chē)次，再乘以100%，公式表示為：??2è?|???=\frac{??2è?|è?|???}{??????è?|è?|???}\times100\%例如，在某一天的運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)，某公交線路共發(fā)車(chē)80次，其中發(fā)生串車(chē)的車(chē)次有8次，則該線路當(dāng)天的串車(chē)率為\frac{8}{80}\times100\%=10\%。串車(chē)率能夠直觀地反映公交車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中的秩序情況，串車(chē)率越高，說(shuō)明公交運(yùn)行的可靠性越低。滿載率也是一個(gè)重要的指標(biāo)，它反映了公交車(chē)輛的實(shí)際載客量與額定載客量的比例關(guān)系。滿載率的計(jì)算方法是：在某一時(shí)刻或某一時(shí)間段內(nèi)，統(tǒng)計(jì)公交車(chē)輛的實(shí)際載客人數(shù)，除以車(chē)輛的額定載客人數(shù)，再乘以100%，公式為：???è?????=\frac{???é??è????￠?oo??°}{é￠????è????￠?oo??°}\times100\%例如，某公交車(chē)輛的額定載客人數(shù)為80人，在某一趟行程中實(shí)際載客人數(shù)為60人，則該趟車(chē)的滿載率為\frac{60}{80}\times100\%=75\%。合理的滿載率能夠保證乘客的乘車(chē)舒適度，當(dāng)滿載率過(guò)高時(shí)，乘客在車(chē)內(nèi)會(huì)感到擁擠，影響乘車(chē)體驗(yàn)，同時(shí)也可能導(dǎo)致車(chē)輛運(yùn)行效率下降；滿載率過(guò)低則會(huì)造成公交資源的浪費(fèi)。因此，通過(guò)監(jiān)控滿載率，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以合理調(diào)整車(chē)輛投放和調(diào)度策略，提高公交運(yùn)行的可靠性和服務(wù)質(zhì)量。這些其他指標(biāo)從不同角度反映了公交運(yùn)行的可靠性。串車(chē)率的高低直接影響乘客的候車(chē)體驗(yàn)和公交服務(wù)的公平性，高串車(chē)率會(huì)導(dǎo)致部分乘客長(zhǎng)時(shí)間等待，而部分乘客則可能因?yàn)檐?chē)輛過(guò)于擁擠無(wú)法上車(chē)，降低了公交服務(wù)的可靠性。滿載率則關(guān)系到乘客的舒適度和公交資源的合理利用，合理控制滿載率有助于提高公交運(yùn)行的可靠性和可持續(xù)性。公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以通過(guò)分析這些指標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)公交運(yùn)行中存在的問(wèn)題，采取有效的措施進(jìn)行改進(jìn)，如優(yōu)化調(diào)度方案、調(diào)整線路等，以提高公交運(yùn)行的可靠性。二、公交運(yùn)行可靠性相關(guān)理論基礎(chǔ)2.3數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：軌跡與刷卡數(shù)據(jù)2.3.1軌跡數(shù)據(jù)公交軌跡數(shù)據(jù)主要通過(guò)全球定位系統(tǒng)（GPS）進(jìn)行采集。GPS技術(shù)基于衛(wèi)星定位原理，公交車(chē)輛上安裝的GPS設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)接收多顆衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，通過(guò)測(cè)量信號(hào)傳播時(shí)間，計(jì)算出車(chē)輛與衛(wèi)星之間的距離，再利用三角測(cè)量法確定車(chē)輛的精確位置。一般來(lái)說(shuō)，GPS設(shè)備會(huì)以一定的時(shí)間間隔（如10秒、30秒）記錄車(chē)輛的位置信息，同時(shí)還會(huì)獲取車(chē)輛的行駛速度、行駛方向等數(shù)據(jù)，并將這些信息傳輸?shù)焦贿\(yùn)營(yíng)管理中心的服務(wù)器中進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。軌跡數(shù)據(jù)包含的車(chē)輛位置信息是研究公交運(yùn)行可靠性的基礎(chǔ)。通過(guò)分析車(chē)輛位置隨時(shí)間的變化，可以準(zhǔn)確了解公交車(chē)輛在各個(gè)路段的行駛情況，判斷車(chē)輛是否按照預(yù)定線路行駛，是否存在偏離線路或繞路的現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)某趟公交車(chē)輛在某個(gè)路段突然偏離了正常線路，可能是由于道路施工、交通管制等原因?qū)е?，這就需要進(jìn)一步調(diào)查，以評(píng)估其對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響。速度信息對(duì)于研究公交運(yùn)行可靠性也至關(guān)重要。通過(guò)分析速度數(shù)據(jù)，可以判斷公交車(chē)輛在行駛過(guò)程中是否存在異常加速、減速或長(zhǎng)時(shí)間低速行駛的情況。在交通擁堵路段，車(chē)輛速度會(huì)明顯下降，甚至出現(xiàn)走走停停的現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致行程時(shí)間增加，準(zhǔn)點(diǎn)率降低，影響公交運(yùn)行的可靠性。通過(guò)對(duì)速度數(shù)據(jù)的分析，還可以評(píng)估公交車(chē)輛在不同路段的行駛效率，為優(yōu)化線路和調(diào)度提供參考。例如，如果某條路段在高峰時(shí)段公交車(chē)輛的平均速度過(guò)低，可以考慮調(diào)整線路或增加公交專用道，以提高公交車(chē)輛的行駛速度和運(yùn)行可靠性。時(shí)間信息在軌跡數(shù)據(jù)中起著關(guān)鍵的關(guān)聯(lián)作用，它將車(chē)輛位置和速度等信息串聯(lián)起來(lái)，形成了完整的公交運(yùn)行軌跡。通過(guò)時(shí)間戳，可以精確計(jì)算公交車(chē)輛在各個(gè)站點(diǎn)的停留時(shí)間、相鄰站點(diǎn)之間的行駛時(shí)間以及全程的行程時(shí)間。準(zhǔn)確的時(shí)間記錄有助于分析公交車(chē)輛的運(yùn)行規(guī)律，判斷是否存在晚點(diǎn)、早到等情況。如果某輛公交車(chē)輛在某個(gè)站點(diǎn)的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能是因?yàn)槌丝蜕舷萝?chē)人數(shù)較多，或者是駕駛員操作不當(dāng)，這都會(huì)對(duì)后續(xù)站點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響公交運(yùn)行的可靠性。2.3.2刷卡數(shù)據(jù)公交刷卡數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄了乘客的出行信息。當(dāng)乘客使用公交卡或移動(dòng)支付方式上車(chē)時(shí)，刷卡設(shè)備會(huì)記錄下乘客的上車(chē)時(shí)間，精確到秒，這為研究乘客的出行時(shí)間規(guī)律提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)對(duì)大量乘客上車(chē)時(shí)間數(shù)據(jù)的分析，可以了解不同時(shí)間段的客流高峰和低谷情況，如工作日的早晚高峰時(shí)段，乘客上車(chē)時(shí)間較為集中，而在非高峰時(shí)段，上車(chē)時(shí)間分布相對(duì)均勻。這對(duì)于公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)合理安排發(fā)車(chē)時(shí)間間隔、調(diào)配車(chē)輛資源具有重要指導(dǎo)意義。線路信息也是刷卡數(shù)據(jù)的重要組成部分，它明確了乘客所乘坐的公交線路。通過(guò)對(duì)不同線路刷卡數(shù)據(jù)的分析，可以了解各線路的客流量差異、客流分布特點(diǎn)以及乘客的出行偏好。某些線路連接了城市的主要商業(yè)區(qū)、住宅區(qū)和工作區(qū)，客流量較大，而一些偏遠(yuǎn)線路的客流量則相對(duì)較小。了解這些信息有助于公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)優(yōu)化線路布局，合理配置公交資源，提高公交服務(wù)的針對(duì)性和有效性。刷卡數(shù)據(jù)在乘客出行行為分析方面具有極高的價(jià)值。通過(guò)分析乘客的上車(chē)時(shí)間和下車(chē)時(shí)間，可以計(jì)算出乘客的乘車(chē)時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)而了解乘客的出行距離和出行目的。結(jié)合線路信息和站點(diǎn)信息，可以繪制出乘客的出行軌跡，分析乘客的換乘行為，如哪些站點(diǎn)是主要的換乘樞紐，乘客在換乘過(guò)程中的等待時(shí)間等。這些信息對(duì)于優(yōu)化公交線路和站點(diǎn)設(shè)置、提高換乘效率具有重要作用。通過(guò)對(duì)刷卡數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期跟蹤分析，還可以了解乘客的出行習(xí)慣和需求變化，為公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)提供個(gè)性化的服務(wù)提供依據(jù)，如開(kāi)發(fā)定制公交線路、調(diào)整運(yùn)營(yíng)時(shí)間等，以更好地滿足乘客的出行需求，提高公交運(yùn)行的可靠性和服務(wù)質(zhì)量。三、數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理3.1數(shù)據(jù)采集本研究的數(shù)據(jù)采集主要涵蓋公交軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)兩個(gè)關(guān)鍵部分。軌跡數(shù)據(jù)的采集借助車(chē)載GPS設(shè)備實(shí)現(xiàn)。在每輛公交車(chē)輛上，均安裝有高精度的GPS設(shè)備，這些設(shè)備以30秒的固定時(shí)間間隔，持續(xù)且精準(zhǔn)地采集車(chē)輛的位置信息，包括車(chē)輛所處的經(jīng)緯度坐標(biāo)，以及車(chē)輛的行駛速度、行駛方向和時(shí)間戳等重要數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如4G或5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳輸至公交運(yùn)營(yíng)管理中心的服務(wù)器中進(jìn)行存儲(chǔ)。例如，在某公交線路上，一輛公交車(chē)從起點(diǎn)站出發(fā)，其車(chē)載GPS設(shè)備從出發(fā)時(shí)刻開(kāi)始，每30秒便將車(chē)輛當(dāng)時(shí)的位置、速度、方向及時(shí)間等信息發(fā)送至服務(wù)器，為后續(xù)分析公交車(chē)輛的運(yùn)行軌跡和狀態(tài)提供了原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。刷卡數(shù)據(jù)則來(lái)源于公交收費(fèi)系統(tǒng)。當(dāng)乘客使用公交卡、手機(jī)支付等方式進(jìn)行乘車(chē)付費(fèi)時(shí)，公交車(chē)輛上的刷卡設(shè)備會(huì)迅速且準(zhǔn)確地記錄下乘客的刷卡信息。這些信息包含乘客的上車(chē)時(shí)間，精確到秒，以及乘客所乘坐的公交線路編號(hào)、刷卡設(shè)備的編號(hào)等。在一些智能化程度較高的公交系統(tǒng)中，刷卡數(shù)據(jù)不僅在本地存儲(chǔ)，還會(huì)通過(guò)加密傳輸?shù)姆绞?，?shí)時(shí)上傳至公交運(yùn)營(yíng)管理中心的數(shù)據(jù)庫(kù)。例如，在某城市的公交系統(tǒng)中，乘客在某站點(diǎn)上車(chē)刷卡時(shí)，刷卡設(shè)備立即記錄下上車(chē)時(shí)間為8:05:20，公交線路為101路，刷卡設(shè)備編號(hào)為001，這些數(shù)據(jù)會(huì)在數(shù)秒內(nèi)傳輸至數(shù)據(jù)庫(kù)，為分析乘客的出行行為和公交的客流量提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)采集的時(shí)間范圍設(shè)定為連續(xù)的一個(gè)月，即從[具體開(kāi)始日期]至[具體結(jié)束日期]。選擇這一時(shí)間范圍，能夠充分涵蓋工作日、周末以及不同季節(jié)的出行情況，使采集到的數(shù)據(jù)更具代表性。在工作日，早晚高峰時(shí)段的公交客流量較大，運(yùn)行狀況復(fù)雜，能夠反映出公交在高負(fù)荷下的運(yùn)行可靠性；周末的出行需求和客流分布與工作日有所不同，可用于分析不同時(shí)段的公交運(yùn)行差異。不同季節(jié)的天氣狀況、居民出行習(xí)慣等因素也會(huì)對(duì)公交運(yùn)行產(chǎn)生影響，一個(gè)月的時(shí)間跨度可以綜合考慮這些因素。數(shù)據(jù)覆蓋了該城市的5條主要公交線路，包括貫穿城市東西方向的1號(hào)線、連接南北區(qū)域的2號(hào)線，以及經(jīng)過(guò)商業(yè)中心、住宅區(qū)、學(xué)校等重要區(qū)域的3號(hào)線、4號(hào)線和5號(hào)線。這些線路在城市公交網(wǎng)絡(luò)中具有重要地位，客流量大，線路條件復(fù)雜，能夠全面反映城市公交運(yùn)行的特點(diǎn)和問(wèn)題，為研究公交運(yùn)行可靠性提供了豐富的數(shù)據(jù)樣本。3.2數(shù)據(jù)清洗在獲取公交軌跡數(shù)據(jù)后，首要任務(wù)是識(shí)別并處理其中的錯(cuò)誤值與異常值。由于GPS設(shè)備在實(shí)際工作中可能受到多種因素干擾，如高樓遮擋、信號(hào)傳輸延遲、設(shè)備故障等，導(dǎo)致采集到的軌跡數(shù)據(jù)出現(xiàn)定位偏差和速度異常等問(wèn)題。針對(duì)定位偏差，采用基于地圖匹配的方法進(jìn)行修正。通過(guò)將軌跡點(diǎn)與電子地圖中的道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配，利用道路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和地理信息，判斷軌跡點(diǎn)是否偏離正常行駛道路。若發(fā)現(xiàn)軌跡點(diǎn)與道路網(wǎng)絡(luò)的匹配度較低，則根據(jù)周?chē)缆返那闆r和車(chē)輛行駛方向，將其調(diào)整到最可能的行駛道路上。例如，在某城市的公交軌跡數(shù)據(jù)中，部分軌跡點(diǎn)顯示車(chē)輛行駛在非道路區(qū)域，如河流、建筑物內(nèi)，通過(guò)地圖匹配技術(shù)，將這些軌跡點(diǎn)重新定位到附近的道路上，使軌跡更加符合實(shí)際行駛路徑。對(duì)于速度異常值，制定合理的速度閾值范圍進(jìn)行篩選。根據(jù)公交車(chē)輛的類(lèi)型、行駛道路的限速以及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定公交車(chē)輛在不同路段和行駛狀態(tài)下的合理速度范圍。一般情況下，城市道路中公交車(chē)輛的正常行駛速度在20-60公里/小時(shí)之間，若軌跡數(shù)據(jù)中的速度值超出這個(gè)范圍，如出現(xiàn)速度為0（長(zhǎng)時(shí)間靜止）或超過(guò)100公里/小時(shí)的情況，則將其視為異常值。對(duì)于速度為0的異常值，進(jìn)一步分析車(chē)輛的停留時(shí)間和位置信息，判斷是否為正常?？空军c(diǎn)或因交通堵塞等原因?qū)е碌拈L(zhǎng)時(shí)間停留；對(duì)于速度過(guò)高的異常值，檢查數(shù)據(jù)采集設(shè)備是否故障或是否存在數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。對(duì)于無(wú)法確定原因的異常速度值，采用數(shù)據(jù)平滑算法進(jìn)行處理，如移動(dòng)平均法，利用相鄰軌跡點(diǎn)的速度信息對(duì)異常值進(jìn)行修正，使其更符合實(shí)際運(yùn)行情況。刷卡數(shù)據(jù)中也可能存在重復(fù)記錄和無(wú)效數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行清理。重復(fù)記錄可能是由于刷卡設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)傳輸異常或乘客誤操作等原因?qū)е?，這些重復(fù)記錄會(huì)干擾數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，增加計(jì)算量和處理時(shí)間。通過(guò)編寫(xiě)程序，對(duì)刷卡數(shù)據(jù)中的每條記錄進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)記錄的時(shí)間、卡號(hào)、線路等關(guān)鍵信息，判斷是否存在重復(fù)記錄。若發(fā)現(xiàn)兩條或多條記錄的關(guān)鍵信息完全一致，則將其視為重復(fù)記錄，僅保留其中一條記錄。例如，在某公交線路的刷卡數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)部分乘客的刷卡記錄在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)多次，通過(guò)去重處理，確保每條刷卡記錄的唯一性，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性。無(wú)效數(shù)據(jù)包括錯(cuò)誤的卡號(hào)、不合理的刷卡時(shí)間（如刷卡時(shí)間在公交運(yùn)營(yíng)時(shí)間之外）、異常的刷卡金額（如負(fù)數(shù)或遠(yuǎn)超出正常票價(jià)范圍）等。對(duì)于錯(cuò)誤的卡號(hào)，檢查卡號(hào)的格式和編碼規(guī)則，若不符合規(guī)則，則將該記錄標(biāo)記為無(wú)效數(shù)據(jù)并刪除。對(duì)于不合理的刷卡時(shí)間，根據(jù)公交的運(yùn)營(yíng)時(shí)間表，判斷刷卡時(shí)間是否在正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間段內(nèi)，若不在，則進(jìn)一步核實(shí)原因，如是否為數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤或設(shè)備時(shí)鐘偏差，若無(wú)法核實(shí)，則刪除該記錄。對(duì)于異常的刷卡金額，參考該線路的票價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，若刷卡金額明顯異常，如超出正常票價(jià)的數(shù)倍或?yàn)樨?fù)數(shù)，則將其視為無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過(guò)這些數(shù)據(jù)清洗步驟，有效提高了刷卡數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為后續(xù)的公交運(yùn)行可靠性分析提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。3.3數(shù)據(jù)融合軌跡與刷卡數(shù)據(jù)各自包含著豐富的信息，但單獨(dú)使用某一類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行公交運(yùn)行分析存在一定的局限性。軌跡數(shù)據(jù)主要反映公交車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，如行駛路線、速度、位置等，但無(wú)法直接獲取乘客的出行需求和行為信息。而刷卡數(shù)據(jù)則側(cè)重于記錄乘客的上下車(chē)時(shí)間、站點(diǎn)和線路等信息，對(duì)于公交車(chē)輛在行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況了解有限。因此，將軌跡與刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行融合具有重要的必要性，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為公交運(yùn)行分析提供更全面、準(zhǔn)確的信息?；跁r(shí)間信息的數(shù)據(jù)融合是一種常用的方法。由于軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)都包含時(shí)間戳信息，通過(guò)將兩者的時(shí)間信息進(jìn)行匹配和關(guān)聯(lián)，可以建立起乘客出行與公交車(chē)輛運(yùn)行之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體操作時(shí)，首先對(duì)軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)按照時(shí)間進(jìn)行排序，然后設(shè)置一個(gè)合理的時(shí)間閾值，例如在乘客刷卡時(shí)間前后5分鐘內(nèi)到達(dá)該站點(diǎn)的公交車(chē)輛，認(rèn)為該乘客可能乘坐了這輛車(chē)。通過(guò)這種方式，可以將乘客的刷卡記錄與相應(yīng)的公交車(chē)輛軌跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而獲取乘客在公交車(chē)輛上的行程時(shí)間、乘坐路線等信息。例如，某乘客在8:10在A站點(diǎn)刷卡上車(chē)，在軌跡數(shù)據(jù)中，8:08-8:13之間到達(dá)A站點(diǎn)的公交車(chē)輛有一輛，車(chē)牌號(hào)為[具體車(chē)牌號(hào)]，則可以初步認(rèn)為該乘客乘坐了這輛車(chē)，進(jìn)而可以通過(guò)該車(chē)輛的軌跡數(shù)據(jù)獲取后續(xù)的運(yùn)行信息。線路信息也是數(shù)據(jù)融合的重要依據(jù)。軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)都包含公交線路編號(hào)，利用這一信息可以將同一線路的軌跡數(shù)據(jù)和刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。對(duì)于某一公交線路，將該線路上所有公交車(chē)輛的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，同時(shí)收集該線路上乘客的刷卡數(shù)據(jù)，然后根據(jù)時(shí)間和站點(diǎn)信息進(jìn)行進(jìn)一步的匹配和關(guān)聯(lián)。這樣可以從線路層面分析公交運(yùn)行的可靠性，如該線路上不同時(shí)間段的客流量分布、車(chē)輛的運(yùn)行效率以及乘客的出行需求滿足情況等。以某城市的1號(hào)線為例，通過(guò)融合該線路的軌跡與刷卡數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)工作日早上7:30-8:30期間，該線路的客流量較大，部分站點(diǎn)乘客上車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致車(chē)輛在這些站點(diǎn)的停留時(shí)間增加，影響了線路的整體運(yùn)行速度和準(zhǔn)點(diǎn)率。融合后的數(shù)據(jù)在公交運(yùn)行分析中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估公交運(yùn)行的可靠性指標(biāo)。在計(jì)算準(zhǔn)點(diǎn)率時(shí)，通過(guò)融合軌跡與刷卡數(shù)據(jù)，可以確定乘客實(shí)際乘坐的公交車(chē)輛的到達(dá)時(shí)間，與計(jì)劃到達(dá)時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，從而得到更精確的準(zhǔn)點(diǎn)率。在分析行程時(shí)間可靠性時(shí)，可以結(jié)合乘客的上下車(chē)時(shí)間和公交車(chē)輛的行駛軌跡，準(zhǔn)確計(jì)算出乘客的實(shí)際行程時(shí)間，以及行程時(shí)間在不同時(shí)間段、不同線路上的變化情況，為評(píng)估行程時(shí)間可靠性提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。融合后的數(shù)據(jù)有助于深入分析乘客的出行行為與公交運(yùn)行之間的關(guān)系。通過(guò)將乘客的刷卡信息與公交車(chē)輛的軌跡信息相關(guān)聯(lián)，可以了解乘客在不同時(shí)間段、不同站點(diǎn)的出行需求，以及這些需求對(duì)公交運(yùn)行的影響。在高峰時(shí)段，某些站點(diǎn)的客流量較大，可能導(dǎo)致公交車(chē)輛擁擠，行駛速度下降，進(jìn)而影響公交運(yùn)行的可靠性。了解這些關(guān)系后，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以根據(jù)乘客的出行需求，合理調(diào)整發(fā)車(chē)時(shí)間間隔、優(yōu)化線路規(guī)劃，提高公交服務(wù)的質(zhì)量和可靠性。數(shù)據(jù)融合還能夠?yàn)楣贿\(yùn)營(yíng)管理提供更全面的決策支持。公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以根據(jù)融合后的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控公交車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)和乘客的出行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)的措施。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某條線路上某輛車(chē)出現(xiàn)晚點(diǎn)情況時(shí)，可以結(jié)合乘客的刷卡數(shù)據(jù)，了解該車(chē)上的乘客數(shù)量和分布情況，以便合理安排后續(xù)的調(diào)度方案，減少對(duì)乘客出行的影響。還可以利用融合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，為公交運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)期規(guī)劃提供依據(jù)，如車(chē)輛購(gòu)置計(jì)劃、線路優(yōu)化方案等。3.4數(shù)據(jù)特征提取從融合后的軌跡與刷卡數(shù)據(jù)中，可以提取多個(gè)關(guān)鍵特征，這些特征對(duì)于公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)具有重要意義。公交站點(diǎn)停留時(shí)間是一個(gè)重要特征，它反映了公交車(chē)輛在站點(diǎn)的?？繒r(shí)長(zhǎng)。通過(guò)軌跡數(shù)據(jù)中車(chē)輛在站點(diǎn)位置的時(shí)間戳信息，可以準(zhǔn)確計(jì)算出每趟車(chē)在各個(gè)站點(diǎn)的停留時(shí)間。計(jì)算某公交車(chē)輛在A站點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為8:10:00，離開(kāi)時(shí)間為8:12:30，則該車(chē)輛在A站點(diǎn)的停留時(shí)間為2分30秒。站點(diǎn)停留時(shí)間受到多種因素影響，如乘客上下車(chē)人數(shù)、站點(diǎn)設(shè)施狀況等。在乘客流量大的站點(diǎn)，乘客上下車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致公交車(chē)輛停留時(shí)間增加。若某站點(diǎn)位于商業(yè)區(qū)或?qū)W校附近，在特定時(shí)間段（如工作日的早晚高峰或?qū)W校上下學(xué)時(shí)間），乘客上下車(chē)人數(shù)明顯增多，公交車(chē)輛的停留時(shí)間可能會(huì)比平時(shí)延長(zhǎng)1-2分鐘。站點(diǎn)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)對(duì)公交運(yùn)行可靠性產(chǎn)生影響。停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致后續(xù)站點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間延遲，影響線路的整體運(yùn)行速度和準(zhǔn)點(diǎn)率；停留時(shí)間過(guò)短則可能導(dǎo)致部分乘客無(wú)法及時(shí)上下車(chē)，降低乘客的出行體驗(yàn)。路段運(yùn)行時(shí)間也是一個(gè)關(guān)鍵特征，它是指公交車(chē)輛在相鄰兩個(gè)站點(diǎn)之間行駛所花費(fèi)的時(shí)間。借助軌跡數(shù)據(jù)中車(chē)輛在不同路段的行駛速度和位置變化信息，可以精確計(jì)算出路段運(yùn)行時(shí)間。若某公交車(chē)輛從A站點(diǎn)出發(fā)，在9:00:00到達(dá)B站點(diǎn)，根據(jù)軌跡數(shù)據(jù)可知車(chē)輛在該路段的行駛路徑和時(shí)間變化，通過(guò)計(jì)算可得出該路段的運(yùn)行時(shí)間為10分鐘。路段運(yùn)行時(shí)間受道路交通狀況、信號(hào)燈設(shè)置等因素影響顯著。在交通擁堵路段，車(chē)輛行駛速度緩慢，路段運(yùn)行時(shí)間會(huì)大幅增加。在城市中心的繁忙路段，早晚高峰時(shí)段交通擁堵嚴(yán)重，公交車(chē)輛的行駛速度可能會(huì)降至10-20公里/小時(shí)，相比正常情況下的30-40公里/小時(shí)，路段運(yùn)行時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)1-2倍。信號(hào)燈設(shè)置不合理也會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛在路口等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而增加路段運(yùn)行時(shí)間。路段運(yùn)行時(shí)間的不穩(wěn)定會(huì)直接影響公交運(yùn)行的可靠性，使乘客難以準(zhǔn)確預(yù)估出行時(shí)間。乘客流量是反映公交出行需求的重要特征，通過(guò)刷卡數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間段、不同站點(diǎn)的乘客流量。統(tǒng)計(jì)某站點(diǎn)在工作日早上7:00-8:00的上車(chē)刷卡次數(shù)為200次，下車(chē)刷卡次數(shù)為150次，則該站點(diǎn)在該時(shí)間段的乘客流量為350人次。分析不同線路在不同時(shí)間段的客流量變化情況，能夠了解客流的高峰和低谷時(shí)段。在工作日的早晚高峰，連接住宅區(qū)和工作區(qū)的公交線路客流量較大，而在非高峰時(shí)段，客流量則相對(duì)較小。乘客流量與公交運(yùn)行可靠性密切相關(guān)。在客流量大的時(shí)段和路段，公交車(chē)輛容易出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，導(dǎo)致乘客上下車(chē)時(shí)間增加，車(chē)輛運(yùn)行速度下降，進(jìn)而影響公交運(yùn)行的可靠性。當(dāng)某公交線路在高峰時(shí)段客流量過(guò)大，車(chē)輛滿載率過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致部分乘客無(wú)法上車(chē)，需要等待下一趟車(chē)，這不僅會(huì)影響乘客的出行計(jì)劃，還會(huì)導(dǎo)致后續(xù)車(chē)輛的到站時(shí)間延遲，影響整個(gè)線路的運(yùn)行秩序。這些特征對(duì)公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)的意義重大。站點(diǎn)停留時(shí)間和路段運(yùn)行時(shí)間是衡量公交運(yùn)行時(shí)間可靠性的重要指標(biāo)。通過(guò)分析這些時(shí)間特征，可以準(zhǔn)確評(píng)估公交車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中是否按時(shí)到達(dá)站點(diǎn)、是否按照預(yù)定的時(shí)間完成線路運(yùn)行，從而判斷公交運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。乘客流量特征則從乘客出行需求的角度，反映了公交服務(wù)與乘客需求的匹配程度。合理的乘客流量分布能夠保證公交資源的有效利用，提高公交運(yùn)行的可靠性；而異常的客流量波動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致公交車(chē)輛的供需失衡，影響公交運(yùn)行的穩(wěn)定性和服務(wù)質(zhì)量。綜合考慮這些特征，能夠更全面、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)公交運(yùn)行可靠性，為公交運(yùn)營(yíng)管理提供科學(xué)的決策依據(jù)。四、公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建4.1指標(biāo)選取原則科學(xué)性是指標(biāo)選取的首要原則，要求所選指標(biāo)能夠準(zhǔn)確、客觀地反映公交運(yùn)行可靠性的本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律。在選擇指標(biāo)時(shí)，需要基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ)和科學(xué)的研究方法，確保指標(biāo)的定義明確、計(jì)算方法合理、數(shù)據(jù)來(lái)源可靠。準(zhǔn)點(diǎn)率作為衡量公交運(yùn)行可靠性的重要指標(biāo)，其計(jì)算方法是基于公交車(chē)輛實(shí)際到達(dá)時(shí)間與計(jì)劃到達(dá)時(shí)間的偏差，這種計(jì)算方式具有明確的理論依據(jù)，能夠科學(xué)地反映公交車(chē)輛的準(zhǔn)時(shí)性。行程時(shí)間可靠性指標(biāo)通過(guò)分析公交車(chē)輛在不同時(shí)間段、不同工作日的行程時(shí)間變化情況來(lái)評(píng)估，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算行程時(shí)間的均值、標(biāo)準(zhǔn)差等參數(shù)，從而準(zhǔn)確地衡量行程時(shí)間的穩(wěn)定性，符合科學(xué)性原則。全面性原則強(qiáng)調(diào)指標(biāo)體系應(yīng)涵蓋公交運(yùn)行的各個(gè)方面，從多個(gè)維度綜合反映公交運(yùn)行可靠性。不僅要考慮公交車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，如準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間、車(chē)速穩(wěn)定性等，還要關(guān)注乘客的出行體驗(yàn)，如候車(chē)時(shí)間、換乘便利性、乘車(chē)舒適度等。在空間維度上，應(yīng)包括站點(diǎn)可靠性和線路可靠性，站點(diǎn)可靠性可通過(guò)平均候車(chē)時(shí)間、站點(diǎn)換乘成功率等指標(biāo)來(lái)衡量，線路可靠性則可從線路的整體運(yùn)行穩(wěn)定性、不同路段的運(yùn)行可靠性等方面進(jìn)行評(píng)估。還需考慮外部因素對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響，如天氣狀況、道路施工、特殊事件等。只有建立全面的指標(biāo)體系，才能對(duì)公交運(yùn)行可靠性進(jìn)行全方位、多層次的評(píng)價(jià)，避免評(píng)價(jià)結(jié)果的片面性。可操作性是指所選指標(biāo)的數(shù)據(jù)能夠易于獲取、計(jì)算和分析，評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單可行，便于公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)在實(shí)際工作中應(yīng)用。在數(shù)據(jù)獲取方面，優(yōu)先選擇能夠通過(guò)公交運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、智能公交調(diào)度平臺(tái)等現(xiàn)有技術(shù)手段直接獲取的數(shù)據(jù)指標(biāo)，如公交軌跡數(shù)據(jù)、刷卡數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛、更新及時(shí)，能夠滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析公交運(yùn)行可靠性的需求。對(duì)于一些難以直接獲取的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)合理的方法進(jìn)行估算或間接獲取。在計(jì)算方法上，應(yīng)采用簡(jiǎn)潔明了的數(shù)學(xué)模型和統(tǒng)計(jì)方法，避免過(guò)于復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，確保公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)的工作人員能夠輕松理解和運(yùn)用。準(zhǔn)點(diǎn)率的計(jì)算方法簡(jiǎn)單直接，只需統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)點(diǎn)車(chē)次和總發(fā)車(chē)車(chē)次，即可得出準(zhǔn)點(diǎn)率數(shù)值，具有很強(qiáng)的可操作性。獨(dú)立性原則要求各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間相互獨(dú)立，避免指標(biāo)之間存在過(guò)多的相關(guān)性或重疊性。如果指標(biāo)之間相關(guān)性過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致信息重復(fù)，影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在選取指標(biāo)時(shí)，需要對(duì)指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，通過(guò)相關(guān)性分析、主成分分析等方法，篩選出相關(guān)性較低的指標(biāo)。準(zhǔn)點(diǎn)率和行程時(shí)間可靠性雖然都與公交運(yùn)行時(shí)間相關(guān)，但它們分別從不同角度反映公交運(yùn)行的可靠性，準(zhǔn)點(diǎn)率主要關(guān)注公交車(chē)輛是否按時(shí)到達(dá)站點(diǎn)，而行程時(shí)間可靠性則側(cè)重于行程時(shí)間的穩(wěn)定性，兩者相互獨(dú)立，能夠?yàn)楣贿\(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)提供不同方面的信息。通過(guò)確保指標(biāo)的獨(dú)立性，可以提高指標(biāo)體系的有效性和評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。四、公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建4.2基于軌跡數(shù)據(jù)的指標(biāo)4.2.1行程時(shí)間可靠性指標(biāo)行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差是衡量公交行程時(shí)間可靠性的重要指標(biāo)之一。其計(jì)算原理基于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)差概念，通過(guò)對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)公交車(chē)輛行程時(shí)間的離散程度進(jìn)行量化分析，來(lái)反映行程時(shí)間的穩(wěn)定性。計(jì)算公式為：\sigma=\sqrt{\frac{\sum_{i=1}^{n}(T_{i}-\overline{T})^{2}}{n-1}}其中，\sigma表示行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差，T_{i}表示第i次行程的時(shí)間，\overline{T}表示n次行程時(shí)間的平均值，n為行程次數(shù)。例如，在某公交線路一周內(nèi)，共記錄了20次行程時(shí)間，分別為30分鐘、32分鐘、31分鐘、33分鐘、29分鐘等，先計(jì)算出這20次行程時(shí)間的平均值\overline{T}，假設(shè)為31分鐘，然后將每次行程時(shí)間與平均值的差值平方后相加，再除以20-1，最后開(kāi)平方得到行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差\sigma。若標(biāo)準(zhǔn)差較小，說(shuō)明公交行程時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定，可靠性較高；反之，標(biāo)準(zhǔn)差較大則表明行程時(shí)間波動(dòng)較大，可靠性較低。變異系數(shù)是另一個(gè)用于評(píng)估公交行程時(shí)間可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)，它消除了數(shù)據(jù)量綱的影響，能夠更準(zhǔn)確地比較不同線路或不同時(shí)間段的行程時(shí)間離散程度。變異系數(shù)的計(jì)算公式為：CV=\frac{\sigma}{\overline{T}}\times100\%其中，CV表示變異系數(shù)，\sigma為行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差，\overline{T}為行程時(shí)間平均值。繼續(xù)以上述公交線路為例，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)差\sigma后，將其除以行程時(shí)間平均值\overline{T}，再乘以100%，得到變異系數(shù)CV。變異系數(shù)越小，說(shuō)明行程時(shí)間的相對(duì)穩(wěn)定性越好，公交運(yùn)行可靠性越高。例如，某公交線路的行程時(shí)間變異系數(shù)為5%，而另一條公交線路的變異系數(shù)為10%，則說(shuō)明前一條線路的行程時(shí)間可靠性相對(duì)較高。行程時(shí)間可靠性指標(biāo)對(duì)公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)具有重要意義。公交行程時(shí)間的穩(wěn)定性直接影響乘客的出行計(jì)劃和出行體驗(yàn)。如果行程時(shí)間波動(dòng)較大，乘客難以準(zhǔn)確預(yù)估到達(dá)目的地的時(shí)間，可能會(huì)導(dǎo)致他們錯(cuò)過(guò)重要的約會(huì)、會(huì)議或活動(dòng)，從而降低對(duì)公交出行的滿意度和信任度。公交行程時(shí)間的不穩(wěn)定也會(huì)影響公交運(yùn)營(yíng)的效率和成本。當(dāng)行程時(shí)間波動(dòng)大時(shí)，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)難以合理安排車(chē)輛和駕駛員的工作時(shí)間，容易導(dǎo)致車(chē)輛和駕駛員的利用率降低，增加運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)分析行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)等指標(biāo)，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)公交運(yùn)行中存在的問(wèn)題，采取相應(yīng)的措施來(lái)提高行程時(shí)間的可靠性，如優(yōu)化線路規(guī)劃、調(diào)整發(fā)車(chē)時(shí)間間隔、加強(qiáng)交通疏導(dǎo)等。4.2.2站點(diǎn)停留時(shí)間指標(biāo)利用軌跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)站點(diǎn)停留時(shí)間的均值，可以反映公交車(chē)輛在各個(gè)站點(diǎn)的平均?？繒r(shí)長(zhǎng)。均值的計(jì)算方法是：將某一時(shí)間段內(nèi)公交車(chē)輛在某站點(diǎn)的所有停留時(shí)間相加，然后除以?？看螖?shù)，公式表示為：\overline{t}=\frac{\sum_{i=1}^{n}t_{i}}{n}其中，\overline{t}表示站點(diǎn)停留時(shí)間均值，t_{i}表示第i次在該站點(diǎn)的停留時(shí)間，n為?？看螖?shù)。例如，在某一天內(nèi)，某公交車(chē)輛在A站點(diǎn)共?？苛?0次，每次的停留時(shí)間分別為1分鐘、1.5分鐘、1.2分鐘、1.3分鐘、1分鐘、1.4分鐘、1.1分鐘、1.3分鐘、1.2分鐘、1.5分鐘，則該站點(diǎn)當(dāng)天的停留時(shí)間均值為\frac{1+1.5+1.2+1.3+1+1.4+1.1+1.3+1.2+1.5}{10}=1.25分鐘。站點(diǎn)停留時(shí)間均值能夠幫助公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)了解各站點(diǎn)的平均?？壳闆r，為優(yōu)化運(yùn)營(yíng)調(diào)度提供參考。站點(diǎn)停留時(shí)間的最大值和最小值也是重要的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。最大值反映了公交車(chē)輛在該站點(diǎn)可能出現(xiàn)的最長(zhǎng)停留時(shí)間，最小值則表示最短停留時(shí)間。通過(guò)分析最大值和最小值，可以了解站點(diǎn)停留時(shí)間的波動(dòng)范圍，判斷是否存在異常情況。如果某站點(diǎn)的停留時(shí)間最大值遠(yuǎn)大于均值，可能是由于該站點(diǎn)在某些特殊時(shí)間段（如高峰時(shí)段、學(xué)校放學(xué)時(shí)間等）乘客上下車(chē)人數(shù)過(guò)多，或者是遇到了突發(fā)情況（如車(chē)輛故障、交通事故等），導(dǎo)致停留時(shí)間異常延長(zhǎng)。若某站點(diǎn)的停留時(shí)間最小值遠(yuǎn)小于均值，可能是因?yàn)樵撜军c(diǎn)乘客較少，或者駕駛員操作不當(dāng)，沒(méi)有按照規(guī)定的時(shí)間停靠。公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以根據(jù)這些信息，有針對(duì)性地采取措施，如在乘客流量大的站點(diǎn)增加工作人員，協(xié)助乘客上下車(chē)，縮短停留時(shí)間；對(duì)駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)，規(guī)范?？繒r(shí)間，提高運(yùn)營(yíng)效率。站點(diǎn)停留時(shí)間對(duì)公交運(yùn)行的影響較為顯著。合理的站點(diǎn)停留時(shí)間能夠保證乘客有足夠的時(shí)間上下車(chē)，提高乘客的出行體驗(yàn)。若停留時(shí)間過(guò)短，乘客可能無(wú)法及時(shí)上下車(chē)，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)車(chē)次或在車(chē)內(nèi)感到匆忙和不安；停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響公交車(chē)輛的運(yùn)行速度，導(dǎo)致后續(xù)站點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間延遲，影響線路的整體運(yùn)行效率和準(zhǔn)點(diǎn)率。過(guò)長(zhǎng)的站點(diǎn)停留時(shí)間還可能導(dǎo)致車(chē)輛之間的間隔不均勻，出現(xiàn)串車(chē)現(xiàn)象，進(jìn)一步降低公交服務(wù)質(zhì)量。通過(guò)對(duì)站點(diǎn)停留時(shí)間指標(biāo)的分析，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以優(yōu)化站點(diǎn)設(shè)置和運(yùn)營(yíng)調(diào)度策略，合理控制站點(diǎn)停留時(shí)間，提高公交運(yùn)行的可靠性和服務(wù)質(zhì)量。4.3基于刷卡數(shù)據(jù)的指標(biāo)4.3.1乘客流量穩(wěn)定性指標(biāo)通過(guò)刷卡數(shù)據(jù)能夠精準(zhǔn)計(jì)算不同時(shí)段的乘客流量。以工作日為例，將一天的公交運(yùn)營(yíng)時(shí)間劃分為早高峰（7:00-9:00）、平峰（9:00-16:30）、晚高峰（16:30-18:30）和夜間（18:30-22:00）等多個(gè)時(shí)段。對(duì)于每個(gè)時(shí)段，統(tǒng)計(jì)該時(shí)段內(nèi)所有乘客的刷卡記錄數(shù)量，即可得到該時(shí)段的乘客流量。在某公交線路的早高峰時(shí)段，統(tǒng)計(jì)到的上車(chē)刷卡記錄為500條，下車(chē)刷卡記錄為450條，考慮到部分乘客可能在該時(shí)段內(nèi)完成了一次完整的行程（即有上車(chē)和下車(chē)記錄），通過(guò)合理的去重和計(jì)算方法（如使用行程匹配算法，根據(jù)刷卡時(shí)間和站點(diǎn)信息判斷乘客是否完成一次行程），最終確定該時(shí)段的乘客流量為800人次。不同站點(diǎn)的乘客流量計(jì)算則更為細(xì)致。對(duì)于每個(gè)站點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)其在不同時(shí)段的上車(chē)乘客流量和下車(chē)乘客流量。在某站點(diǎn)，早高峰時(shí)段的上車(chē)刷卡記錄為200條，下車(chē)刷卡記錄為150條，則該站點(diǎn)早高峰時(shí)段的上車(chē)乘客流量為200人次，下車(chē)乘客流量為150人次。通過(guò)長(zhǎng)期的刷卡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，可以得到各站點(diǎn)在不同時(shí)段的乘客流量變化趨勢(shì)。一些位于商業(yè)區(qū)的站點(diǎn)，在周末和節(jié)假日的乘客流量明顯高于工作日，且在晚上的營(yíng)業(yè)時(shí)間內(nèi)，乘客流量也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小高峰；而位于住宅區(qū)的站點(diǎn)，早高峰時(shí)段的上車(chē)流量較大，晚高峰時(shí)段的下車(chē)流量較大。乘客流量的波動(dòng)情況可以通過(guò)計(jì)算變異系數(shù)來(lái)衡量。變異系數(shù)（CoefficientofVariation，CV）的計(jì)算公式為：CV=\frac{\sigma}{\overline{x}}\times100\%其中，\sigma為乘客流量的標(biāo)準(zhǔn)差，反映了乘客流量的離散程度；\overline{x}為乘客流量的平均值。例如，在某公交線路的一個(gè)月運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中，統(tǒng)計(jì)得到不同工作日早高峰時(shí)段的乘客流量分別為800人次、850人次、780人次、820人次、830人次等，先計(jì)算出這些數(shù)據(jù)的平均值\overline{x}，假設(shè)為816人次，然后計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差\sigma，假設(shè)為25.4人次，則該線路早高峰時(shí)段乘客流量的變異系數(shù)CV=\frac{25.4}{816}\times100\%\approx3.11\%。變異系數(shù)越小，說(shuō)明乘客流量越穩(wěn)定；反之，變異系數(shù)越大，表明乘客流量波動(dòng)越大。乘客流量的穩(wěn)定性與公交服務(wù)的供需匹配度密切相關(guān)。當(dāng)乘客流量穩(wěn)定時(shí)，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)合理安排車(chē)輛和發(fā)車(chē)時(shí)間間隔，確保公交服務(wù)能夠滿足乘客的出行需求，實(shí)現(xiàn)供需的有效匹配。在乘客流量波動(dòng)較大的情況下，若公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)未能及時(shí)調(diào)整運(yùn)營(yíng)策略，可能會(huì)導(dǎo)致在高峰時(shí)段車(chē)輛供不應(yīng)求，乘客擁擠，候車(chē)時(shí)間延長(zhǎng)；而在低谷時(shí)段，車(chē)輛又可能出現(xiàn)空載或低載運(yùn)行的情況，造成資源浪費(fèi)。因此，通過(guò)分析乘客流量穩(wěn)定性指標(biāo)，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以提前預(yù)測(cè)客流變化，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)調(diào)度方案，如在高峰時(shí)段增加車(chē)輛投放、縮短發(fā)車(chē)時(shí)間間隔，在低谷時(shí)段減少車(chē)輛運(yùn)營(yíng)或調(diào)整線路走向等，以提高公交服務(wù)的供需匹配度，提升公交運(yùn)行的可靠性和服務(wù)質(zhì)量。4.3.2換乘可靠性指標(biāo)借助刷卡數(shù)據(jù)能夠有效識(shí)別乘客的換乘行為。當(dāng)乘客在短時(shí)間內(nèi)（如30分鐘內(nèi)）在不同線路的站點(diǎn)進(jìn)行刷卡時(shí)，可以初步判斷該乘客進(jìn)行了換乘。進(jìn)一步通過(guò)分析乘客的刷卡時(shí)間、站點(diǎn)信息以及線路關(guān)系，確定乘客的具體換乘路徑。某乘客在8:00在A站點(diǎn)刷上了1號(hào)線的車(chē)，8:20在B站點(diǎn)下車(chē)，然后在8:25在B站點(diǎn)又刷上了2號(hào)線的車(chē)，通過(guò)這些刷卡數(shù)據(jù)可以確定該乘客從1號(hào)線換乘到了2號(hào)線，換乘站點(diǎn)為B站點(diǎn)。換乘成功率是衡量公交換乘可靠性的重要指標(biāo)，其計(jì)算方法為：在一定時(shí)間段內(nèi)，成功完成換乘的乘客數(shù)量除以總換乘乘客數(shù)量，再乘以100%，公式表示為：??￠?1??????????=\frac{????????￠?1??1???￠??°é??}{?????￠?1??1???￠??°é??}\times100\%例如，在某一天的公交運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中，統(tǒng)計(jì)到總換乘乘客數(shù)量為500人次，其中成功完成換乘的乘客數(shù)量為450人次，則該天的換乘成功率為\frac{450}{500}\times100\%=90\%。換乘成功率越高，說(shuō)明公交換乘系統(tǒng)越可靠，乘客能夠順利完成換乘，減少出行時(shí)間和成本。換乘時(shí)間也是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，它是指乘客從下一輛車(chē)到上另一輛車(chē)之間的時(shí)間間隔。通過(guò)刷卡數(shù)據(jù)中的下車(chē)時(shí)間和上車(chē)時(shí)間，可以準(zhǔn)確計(jì)算出每個(gè)換乘乘客的換乘時(shí)間。某乘客在8:30在A站點(diǎn)下了1號(hào)線的車(chē)，8:45在A站點(diǎn)上了3號(hào)線的車(chē)，則該乘客的換乘時(shí)間為15分鐘。統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間段內(nèi)所有換乘乘客的換乘時(shí)間，然后計(jì)算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量，可以了解換乘時(shí)間的總體水平和離散程度。若平均換乘時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能是由于站點(diǎn)布局不合理、換乘通道過(guò)長(zhǎng)或指示標(biāo)識(shí)不清晰等原因?qū)е拢@會(huì)降低乘客的出行體驗(yàn)，影響公交換乘的可靠性；若換乘時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差較大，說(shuō)明換乘時(shí)間的波動(dòng)較大，乘客難以準(zhǔn)確預(yù)估換乘所需時(shí)間，也會(huì)對(duì)公交換乘的可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。公交換乘的便捷性和可靠性對(duì)乘客的出行選擇有著重要影響。便捷可靠的公交換乘系統(tǒng)能夠吸引更多乘客選擇公交出行，提高公交的客流量和市場(chǎng)份額。當(dāng)乘客能夠在短時(shí)間內(nèi)順利完成換乘，且換乘過(guò)程方便、舒適時(shí)，他們會(huì)更愿意選擇公交作為出行方式。相反，若公交換乘存在換乘成功率低、換乘時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，乘客可能會(huì)因?yàn)閾?dān)心出行延誤或不便利而選擇其他交通方式，如私家車(chē)、出租車(chē)或共享單車(chē)等。因此，通過(guò)分析換乘可靠性指標(biāo)，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以發(fā)現(xiàn)公交換乘系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，如優(yōu)化站點(diǎn)布局、改善換乘設(shè)施、加強(qiáng)換乘引導(dǎo)等，提高公交換乘的便捷性和可靠性，提升公交服務(wù)質(zhì)量，吸引更多乘客選擇公交出行，促進(jìn)城市公共交通的可持續(xù)發(fā)展。4.4綜合指標(biāo)4.4.1考慮多因素的綜合可靠性指標(biāo)為了全面、準(zhǔn)確地反映公交運(yùn)行可靠性，將基于軌跡數(shù)據(jù)的指標(biāo)和基于刷卡數(shù)據(jù)的指標(biāo)進(jìn)行綜合，構(gòu)建綜合可靠性指標(biāo)。行程時(shí)間可靠性指標(biāo)（行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)）反映了公交行程時(shí)間的穩(wěn)定性，而乘客流量穩(wěn)定性指標(biāo)（不同時(shí)段和站點(diǎn)的乘客流量及其變異系數(shù)）體現(xiàn)了公交服務(wù)需求的波動(dòng)情況。將這兩類(lèi)指標(biāo)進(jìn)行綜合，可以從車(chē)輛運(yùn)行和乘客需求兩個(gè)角度，更全面地評(píng)估公交運(yùn)行可靠性。在計(jì)算綜合指標(biāo)時(shí)，可采用加權(quán)求和的方法，將不同指標(biāo)按照其重要程度賦予相應(yīng)的權(quán)重，然后進(jìn)行加權(quán)計(jì)算?？紤]到公交運(yùn)行可靠性受到多種因素的影響，還可以引入一些外部因素指標(biāo)，如天氣狀況、道路施工情況等。天氣狀況對(duì)公交運(yùn)行有顯著影響，在雨天、雪天等惡劣天氣條件下，道路濕滑，能見(jiàn)度降低，公交車(chē)輛的行駛速度會(huì)受到限制，行程時(shí)間可能會(huì)延長(zhǎng)，準(zhǔn)點(diǎn)率也會(huì)下降。道路施工會(huì)導(dǎo)致交通擁堵，影響公交車(chē)輛的正常行駛，增加延誤的可能性。將這些外部因素指標(biāo)納入綜合可靠性指標(biāo)體系中，可以更全面地反映公交運(yùn)行的實(shí)際情況。例如，可以根據(jù)天氣狀況和道路施工信息，對(duì)公交運(yùn)行可靠性指標(biāo)進(jìn)行修正。在惡劣天氣或道路施工期間，適當(dāng)降低準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間可靠性等指標(biāo)的權(quán)重，增加外部因素對(duì)公交運(yùn)行影響的權(quán)重，以更準(zhǔn)確地評(píng)估公交運(yùn)行可靠性。綜合可靠性指標(biāo)能夠全面反映公交運(yùn)行可靠性，為公交運(yùn)營(yíng)管理提供更有價(jià)值的信息。通過(guò)分析綜合可靠性指標(biāo)，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以了解公交運(yùn)行在時(shí)間、空間以及外部環(huán)境等多個(gè)方面的表現(xiàn)，找出影響公交運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵因素。如果發(fā)現(xiàn)某條線路在特定時(shí)間段內(nèi)，由于道路施工導(dǎo)致行程時(shí)間可靠性下降，同時(shí)乘客流量穩(wěn)定性也受到影響，公交運(yùn)營(yíng)部門(mén)可以及時(shí)采取措施，如調(diào)整線路走向、增加車(chē)輛投放、加強(qiáng)交通疏導(dǎo)等，以提高公交運(yùn)行的可靠性。4.4.2指標(biāo)權(quán)重確定方法層次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP）是一種常用的確定指標(biāo)權(quán)重的方法。該方法將復(fù)雜的多指標(biāo)評(píng)價(jià)問(wèn)題分解為多個(gè)層次，通過(guò)兩兩比較的方式確定各指標(biāo)的相對(duì)重要性。具體步驟如下：首先，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，將公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)分為目標(biāo)層（公交運(yùn)行可靠性）、準(zhǔn)則層（如時(shí)間可靠性、空間可靠性、乘客體驗(yàn)可靠性等）和指標(biāo)層（準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差、換乘成功率等具體指標(biāo)）。然后，構(gòu)造判斷矩陣，邀請(qǐng)專家對(duì)同一層次的指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，判斷它們對(duì)于上一層次目標(biāo)的相對(duì)重要性，并用1-9的標(biāo)度進(jìn)行量化。若專家認(rèn)為準(zhǔn)點(diǎn)率比行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)于時(shí)間可靠性的重要性稍高，則在判斷矩陣中對(duì)應(yīng)的元素可取值為3。計(jì)算判斷矩陣的特征向量和最大特征值，通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，得到各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重。AHP方法的優(yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和邏輯性，能夠?qū)⒍ㄐ院投糠治鱿嘟Y(jié)合，充分考慮專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。該方法簡(jiǎn)單易懂，便于操作，不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，適用于各種多指標(biāo)評(píng)價(jià)問(wèn)題。AHP方法也存在一些局限性，判斷矩陣的構(gòu)建依賴于專家的主觀判斷，不同專家的判斷可能存在差異，導(dǎo)致權(quán)重結(jié)果的主觀性較強(qiáng)。當(dāng)指標(biāo)數(shù)量較多時(shí)，判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)難度較大，可能會(huì)出現(xiàn)不一致的情況，影響權(quán)重的準(zhǔn)確性。主成分分析法（PrincipalComponentAnalysis，PCA）是一種基于數(shù)據(jù)降維的權(quán)重確定方法。它通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行線性變換，將多個(gè)相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的主成分，這些主成分能夠盡可能地保留原始數(shù)據(jù)的信息。在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)中，將所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)作為原始數(shù)據(jù)，利用PCA方法進(jìn)行分析。計(jì)算指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)矩陣，然后求解相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量，根據(jù)特征值的大小確定主成分的個(gè)數(shù)和權(quán)重。特征值越大，對(duì)應(yīng)的主成分包含的原始數(shù)據(jù)信息越多，其權(quán)重也越大。PCA方法的優(yōu)點(diǎn)是完全基于數(shù)據(jù)本身，不依賴于專家的主觀判斷，能夠客觀地反映指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)系。該方法可以有效降低數(shù)據(jù)維度，減少指標(biāo)之間的相關(guān)性，提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和效率。PCA方法也有其缺點(diǎn)，它對(duì)數(shù)據(jù)的分布有一定的要求，當(dāng)數(shù)據(jù)分布不符合正態(tài)分布時(shí)，PCA方法的效果可能會(huì)受到影響。PCA方法得到的主成分往往缺乏明確的物理意義，難以直接解釋各指標(biāo)的重要性。在本研究中，綜合考慮各種因素，選擇層次分析法來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重。雖然AHP方法存在一定的主觀性，但通過(guò)合理選擇專家、進(jìn)行多次判斷和一致性檢驗(yàn)，可以在一定程度上減少主觀性的影響。公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)涉及多個(gè)方面的指標(biāo)，需要綜合考慮專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，AHP方法更適合這種復(fù)雜的多指標(biāo)評(píng)價(jià)問(wèn)題。在確定權(quán)重后，還可以通過(guò)敏感性分析等方法，對(duì)權(quán)重的合理性進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整，以確保評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。五、公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建5.1評(píng)價(jià)模型選擇在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)領(lǐng)域，常用的評(píng)價(jià)模型豐富多樣，每種模型都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用范圍。模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，它能夠有效地處理評(píng)價(jià)過(guò)程中的模糊性和不確定性。在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)中，許多評(píng)價(jià)指標(biāo)難以用精確的數(shù)值來(lái)衡量，如乘客對(duì)公交服務(wù)的滿意度，不同乘客的感受存在差異，具有模糊性。模糊綜合評(píng)價(jià)法通過(guò)建立模糊關(guān)系矩陣，將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合，得出公交運(yùn)行可靠性的綜合評(píng)分。其基本步驟包括確定評(píng)價(jià)因素集、評(píng)價(jià)等級(jí)集，構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣，確定各因素的權(quán)重，最后進(jìn)行模糊合成運(yùn)算得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。該方法適用于評(píng)價(jià)指標(biāo)具有模糊性、需要綜合考慮多個(gè)因素的情況，能夠充分利用專家經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，使評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際情況?；疑P(guān)聯(lián)分析法是一種多因素統(tǒng)計(jì)分析方法，它通過(guò)比較參考序列（母序列）與特征序列（子序列）的幾何形狀相似程度來(lái)判斷它們之間的關(guān)聯(lián)程度。在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)中，可以將公交運(yùn)行可靠性作為參考序列，將各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)（如準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間可靠性、乘客流量穩(wěn)定性等）作為特征序列。通過(guò)計(jì)算各特征序列與參考序列的關(guān)聯(lián)度，來(lái)確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)公交運(yùn)行可靠性的影響程度?；疑P(guān)聯(lián)分析法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)樣本量的要求較低，計(jì)算過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠有效地處理小樣本、貧信息的問(wèn)題。它適用于分析多個(gè)因素與目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，找出影響目標(biāo)的關(guān)鍵因素。層次分析法（AHP）是一種將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)中，AHP可以用于確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。通過(guò)構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，將公交運(yùn)行可靠性作為目標(biāo)層，將時(shí)間可靠性、空間可靠性、乘客體驗(yàn)可靠性等作為準(zhǔn)則層，將準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差、換乘成功率等具體指標(biāo)作為指標(biāo)層。邀請(qǐng)專家對(duì)同一層次的指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，判斷它們對(duì)于上一層次目標(biāo)的相對(duì)重要性，并用1-9的標(biāo)度進(jìn)行量化，從而構(gòu)造判斷矩陣。計(jì)算判斷矩陣的特征向量和最大特征值，通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，得到各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重。AHP方法具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和邏輯性，能夠?qū)⒍ㄐ院投糠治鱿嘟Y(jié)合，充分考慮專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。主成分分析法（PCA）是一種基于數(shù)據(jù)降維的方法，它通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行線性變換，將多個(gè)相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的主成分，這些主成分能夠盡可能地保留原始數(shù)據(jù)的信息。在公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)中，PCA可以用于對(duì)多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行降維處理，減少指標(biāo)之間的相關(guān)性。將所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)作為原始數(shù)據(jù)，利用PCA方法計(jì)算指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)矩陣，求解相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量，根據(jù)特征值的大小確定主成分的個(gè)數(shù)和權(quán)重。PCA方法完全基于數(shù)據(jù)本身，不依賴于專家的主觀判斷，能夠客觀地反映指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)系?？紤]到本研究中公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)具有多樣性和復(fù)雜性，且存在一定的模糊性和不確定性，綜合比較上述幾種評(píng)價(jià)模型的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，選擇模糊綜合評(píng)價(jià)法作為主要的評(píng)價(jià)模型。模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠充分考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性，通過(guò)模糊合成運(yùn)算將多個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合，更全面、準(zhǔn)確地反映公交運(yùn)行可靠性的實(shí)際情況。結(jié)合層次分析法來(lái)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，利用層次分析法的系統(tǒng)性和邏輯性，充分發(fā)揮專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，使權(quán)重的確定更加科學(xué)合理。這種組合方式能夠?qū)⒅饔^判斷與客觀數(shù)據(jù)相結(jié)合，提高公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和可靠性。5.2模型構(gòu)建過(guò)程在運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法構(gòu)建公交運(yùn)行可靠性評(píng)價(jià)模型時(shí)，首先要對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的量綱和取值范圍各不相同，直接使用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于準(zhǔn)點(diǎn)率、換乘成功率等取值范圍在0-100%之間的指標(biāo)，可采用線性變換的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。假設(shè)某線路的準(zhǔn)點(diǎn)率原始值為x，標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值為y，當(dāng)指標(biāo)為正向指標(biāo)（即數(shù)值越大，公交運(yùn)行可靠性越高）時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化公式為：y=\frac{x-x_{min}}{x_{max}-x_{min}}其中，x_{min}和x_{max}分別為準(zhǔn)點(diǎn)率在所有樣本數(shù)據(jù)中的最小值和最大值。例如，在對(duì)某城市5條公交線路的準(zhǔn)點(diǎn)率進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)點(diǎn)率的最小值為70%，最大值為90%，某線路的準(zhǔn)點(diǎn)率原始值為80%，則標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值y=\frac{80-70}{90-70}=0.5。對(duì)于行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差、站點(diǎn)停留時(shí)間均值等取值范圍不固定的指標(biāo)，可采用Z-Score標(biāo)準(zhǔn)化方法。該方法的計(jì)算公式為：y=\frac{x-\overline{x}}{\sigma}其中，\overline{x}為該指標(biāo)的均值，\sigma為標(biāo)準(zhǔn)差。以行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差為例，假設(shè)某線路在一周內(nèi)的行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差原始值分別為10分鐘、12分鐘、8分鐘、9分鐘、11分鐘等，先計(jì)算出這些數(shù)據(jù)的均值\overline{x}，假設(shè)為10分鐘，標(biāo)準(zhǔn)差\sigma，假設(shè)為1.5分鐘。若某一天該線路的行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差原始值為11分鐘，則標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值y=\frac{11-10}{1.5}\approx0.67。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理，將所有評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱的數(shù)值，使其具有可比性，為后續(xù)的評(píng)價(jià)分析奠定基礎(chǔ)。如前文所述，本研究采用層次分析法（AHP）來(lái)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。在構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型時(shí)，目標(biāo)層為公交運(yùn)行可靠性，準(zhǔn)則層包括時(shí)間可靠性、空間可靠性、乘客體驗(yàn)可靠性等。時(shí)間可靠性準(zhǔn)則層下的指標(biāo)層包括準(zhǔn)點(diǎn)率、行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差、車(chē)頭時(shí)距變異系數(shù)等；空間可靠性準(zhǔn)則層下的指標(biāo)層有站點(diǎn)停留時(shí)間均值、站點(diǎn)覆蓋率等；乘客體驗(yàn)可靠性準(zhǔn)則層下的指標(biāo)層包含乘客流量穩(wěn)定性、換乘成功率、乘客滿意度等。構(gòu)造判斷矩陣時(shí)，邀請(qǐng)公交運(yùn)營(yíng)管理專家、交通規(guī)劃學(xué)者以及經(jīng)驗(yàn)豐富的公交駕駛員等組成專家團(tuán)隊(duì)，對(duì)同一層次的指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較。采用1-9標(biāo)度法來(lái)量化專家的判斷，1表示兩個(gè)指標(biāo)同等重要，3表示前者比后者稍微重要，5表示前者比后者明顯重要，7表示前者比后者強(qiáng)烈重要，9表示前者比后者極端重要，2、4、6、8則為上述判斷的中間值。若專家認(rèn)為準(zhǔn)點(diǎn)率對(duì)于時(shí)間可靠性的重要性比行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差稍微重要，則在判斷矩陣中準(zhǔn)點(diǎn)率與行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的元素取值為3。計(jì)算判斷矩陣的特征向量和最大特征值，可使用方根法等方法。以某一判斷矩陣為例，先計(jì)算判斷矩陣每一行元素的乘積M_i，然后計(jì)算M_i的n次方根\overline{W}_i，再對(duì)\overline{W}_i進(jìn)行歸一化處理，得到特征向量W_i。通過(guò)計(jì)算得到最大特征值\lambda_{max}，然后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。一致性指標(biāo)CI=\frac{\lamb