網絡集約小客車出行需求熱力圖構建方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及小客車需求熱力圖的研究領域，特別涉及一種網絡集約小客車出行需 求熱力圖構建方法。
【背景技術】
[0002] 網絡集約用車中的小客車主要是指專用于客運的小客車，并通過網絡預約交互方 式實現運營。按照目前的小客車經營方式分類，主要包括出租車、專車、約租車、私租車、租 賃小客車等，未來包括無人駕駛的預約小客車等。
[0003] 出租車、專車、約租車、私租車、租賃小客車以及無人駕駛的預約小客車的營運模 式比較類似，從移動互聯網終端上發出用車需求，在位置共享算法的作用下，接送乘客上 車、營運以及下車。然而，預約地點、下車地點、路徑的非確定往往造成運營調度的有效性往 往不足，同時運力調配的效率不高，造成部分地區供不應求，部分地區車輛處于空置狀態， 難以實現運力的有效運用。
[0004] 熱力圖在公共交通行業的應用主要圍繞上車點的需求進行分析，在出租車、約租 車、專車等領域應用比較廣泛，其需求熱力圖目前基本上圍繞上車點進行設計，其方式通常 在電子地圖上采用等高線的繪制方式，在閉合圖形里面以不同顏色代表不同的需求程度， 如越深的顏色表示需求越旺盛，通常以深紅表示需求最旺盛區域，黃色為需求較旺盛區域， 深綠為需求最不旺盛區域。
[0005] 目前上車需求熱力圖已經在部分領域進行應用，特別是以出租車、專車應用最為 深入。然而目前的需求熱力圖僅僅考慮上車區域的需求情況，從而實現運力的有效調度。目 前的上車需求熱力圖往往忽略運營狀態和待運營狀態車輛的狀態的時空切換特性，如某車 輛把乘客送到目的地后，該車輛的狀態馬上轉變為待運營狀態，而目前的熱力圖需要在一 定時間段內進行統計（如5分鐘或者10分鐘等），難以真實反映實時的需求情況。這也是 目前熱力圖設計方法上沒有完全考慮前瞻性的車輛狀態轉變引起的乘客出行需求與車輛 運力匹配的轉變的問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種網絡集約小客車出 行需求熱力圖構建方法。
[0007] 為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0008] 網絡集約小客車出行需求熱力圖構建方法，包括下述步驟：
[0009] S1、以城市內可以停靠的路邊視為潛在出發點和下車點，即城市全部的可停靠車 輛的路邊區域均可視為出發點或者下車點；
[0010] S2、開放注冊用戶，所有注冊用戶可以在操作系統上選擇或者搜索的上車點和下 車點，也可以把接客點視為上車點，下客點作為下車點；
[0011] S3、以上車時間、出發點、下車點三個因素組成一條出行樣本，應用后臺將所有的 用戶需求按照時間、出發點、下車點進行統計；
[0012] S4、以交通小區作為區域劃分手段，即按照城市路網規劃，以快速路、主干道、次干 道與城市支路作為劃分手段；
[0013] S5、劃分好交通小區后，所有上車點和下車點均分布在劃分交通小區的快速路、主 干道、次干道與城市支路的邊緣上，或者交通小區內部；
[0014] S6、注冊用戶選擇的交通小區覆蓋范圍及其邊緣上的任何出行需求進行統計，以 上車時間、上車點、下車點三個因素組成一條出行樣本，應用后臺將所有的用戶需求按照時 間、上車點、下車點進行統計；
[0015] S7、把交通小區所有邊均擴大N米，把擴大后區域內的所有出行需求均進行統計；
[0016] S8、以電子地圖為底圖，網絡集約小客車出行需求熱力圖在電子地圖上具有三個 圖層，即需要在電子地圖加載三個圖層，包括出發需求圖層、到達需求圖層以及出行需求圖 層，出發需求圖層是上車點的需求描述熱力圖，到達需求圖層是下車點的需求描述熱力圖， 出行需求圖層是上下車點綜合的需求描述熱力圖；
[0017] S9、對于出發時間屬性，則以設定時間段為劃分，每個設定時間段下需要同時加載 三個圖層，當設置不同時間段時，將切換并加載對應時間圖層；
[0018] S10、對交通小區區域進行顏色標注；
[0019] S11、對于交通小區外的擴展區域，則按照區域周邊標注的顏色，按照顏色混合原 理后得出的顏色將該區域填充顏色；
[0020] S12、以緩沖區的計算方式，對于一個給定的對象A，它的緩沖區可以定義為：P = Ix I d (X，A)〈 = r}，d -般是指歐氏距離，也可以是其他的距離，其中r為鄰域半徑或緩沖區 建立的條件，對圖中所有區域進行不同區域顏色的方式，以解決填充顏色突變的問題，實現 顏色表達的平滑過度；
[0021] S13、出發需求熱力圖的時間段是通過移動終端進行上車確認登記，時間數據是根 據衛星定位時間上傳的，對于到達需求熱力圖，出發時候不需要填寫任何時間信息，到達時 間的獲取一般通過線路規劃預估行程時間獲取；
[0022] S14、網絡集約小客車出行需求熱力圖是在出發需求熱力圖和到達需求熱力圖基 礎上形成，根據乘客出發和到達對應的關系，出發需求中的交通小區的統計數據與到達需 求中的交通小區的需求進行匹配與統計；
[0023] S15、以統計學上餅圖作為該交通小區網絡集約小客車出行需求熱力圖的標注方 式，將上一步篩選的對應關系以餅圖方式按照百分比方式表達不同到達站點之間的比例關 系，即在出發需求熱力圖基礎上標注經過篩選對應關系的餅圖以表示該交通小區的出行需 求熱力圖，以此類推可完成所有交通小區出行需求餅圖的標注，形成面向出發需求的網絡 集約小客車出行需求熱力圖；
[0024] S16、對于面向到達需求的網絡集約小客車出行需求熱力圖，只需要將對應關系進 行調整即可；
[0025] S17、以統計學上餅圖作為該交通小區網絡集約小客車出行需求熱力圖的標注方 式，將上一步篩選的對應關系以餅圖方式按照百分比方式表達不同上車點之間的比例關 系，即在到達需求熱力圖基礎上標注經過篩選對應關系的餅圖以表示該交通小區的到達需 求熱力圖，以此類推可完成所有交通小區出行需求餅圖的標注，形成面向到達需求的網絡 集約小客車出行需求熱力圖；
[0026] S18、以統計學上餅圖作為該交通小區網絡集約小客車出行需求熱力圖的標注方 式，將上一步篩選的對應關系以餅圖方式按照百分比方式表達不同上車點之間的比例關 系，即在到達需求熱力圖基礎上標注經過篩選對應關系的餅圖以表示該交通小區的到達需 求熱力圖，以此類推可完成所有交通小區出行需求餅圖的標注，形成面向到達需求的網絡 集約小客車出行需求熱力圖。
[0027] 優選的，步驟Sl中，用戶可通過手機、平板電腦或臺式電腦完成注冊。
[0028] 優選的，步驟S3中，在進行統計的時候同時將統計結果進行排列，統計結果最高 值可能同時存在多個。
[0029] 優選的，步驟S4中，各種道路組成的閉合圖形寬處不超過500米，最窄處不少于 300米形成的閉合圖形定義為交通小區。
[0030] 優選的，步驟SlO中，按照下述表格對交通小區區域進行顏色標注：
[0032] 其中，某時間段的總體出發需求數為N，交通小區的數量為M，某交通小區的出發 數據為K。
[0033] 優選的，步驟S13中，相對上車點的交通小區而言，下車點的交通小區到達時間的 通常情況下由導航軟件按照實時交通預估，實際的下車時間則是以上車時間加上預估行程 時間計算并預估下車時間點。
[0034] 優選的，步驟S14中，匹配與統計的方法為：
[0035] 設出發需求中的交通小區標注為AU A2、……、AX ;到達需求中的交通小區標注 為B1、B2、……、BY，對于某時間段Al交通小區出發需要對應關系包括A1BUA1B2、……、 A1BY，其他公交小區亦然。
[0036] 優選的，步驟S16中，將對應關系進行調整的方法為：
[0037] 設出發需求中的交通小區標注為AU A2、……、AX ;到達需求中的交通小區標注 為B1、B2、……、BY，對于某時間段Bl交通小區到達需要對應關系包括B1AUB1A2、……、 B1AX，結合到達需求熱力圖，到達后的小客車可馬上改變狀態為待營運狀態，可調度至附近 需求旺盛的交通小區。
[0038] 優選的，只知道上車點沒有下車點的情況下，面向出發的預約小客車出行需求熱 力圖的構建方法為：
[0039] (1)根據用戶習慣進行統計，將乘客歷史乘車記錄進行統計，以時間、統計上的概 率數據以及出發點信息，預測乘客的下車；
[0040] (2)根據同一個交通小區用戶習慣進行統計，將同一個交通小區乘客歷史乘車記 錄進行統計，重復上一步操作，可預測乘客概率較高的下車點，為更準確地預測，需要在車 輛出發后根據路徑進行匹配，從而實現下車點位置的糾偏操作；
[0041] 在完成乘客下車點預測后，對于面向到達需求的網絡集約小客車出行需求熱力 圖，只需要將對應關系進行調整即可，結合到達需求熱力圖，到達