[0001] 本发明涉及一种公路线路优化技术领域，特别涉及一种基于天气大数据的公交线路调度管理方法及系统。

[0002] 公交运营车辆作为城市中的主要交通工具，在缓解城市交通压力上发挥着极为重要的作用。公交车辆的运行极易受到恶劣天气的影响，尽管，随着科技的日益发展，大数据分析技术逐渐应用到公交运营中，成为优化公交调度的重要手段，但仍旧缺少一种能够基于天气数据(尤其是当处于恶劣天气时)对公交车辆进行有效调度的方法。

[0003] 因此，为保证公交车辆的运行安全性，并且为了保证当天气发生恶劣变化时有效的组织公交车辆对乘客进行承运，十分有必要设计一种基于天气数据对公交线路及其车辆进行调度管理的方法。

[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0050] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0051] 图1示出了本发明的基于天气数据的公交线路智能调度管理方法的步骤流程图。结合图1所示，本发明第一方面公开了一种基于天气大数据的公交线路调度管理方法，包括以下步骤：

[0052] 获取并且接入公交线路调度区域内实时的气象数据源，其中气象数据源包括实时降雨量数据；气象数据源还能够包括降雨量、风力、温度、能见度等数据，还能够包括未来预测的天气信息、极端天气预警信息等；

[0053] 获取并且接入公交线路调度区域内公交线路的历史运行数据和实时运行数据，历史运行数据至少包括历史客流数据，实时运行数据包括实时客流数据；实时运行数据还能够包括公交车辆GPS定位、车辆状态监测、客流统计、公交发车计划、排班计划、班次间隔时间等多个数据；

[0054] 基于实时降雨量数据确定公交线路调度区域内当前天气类型是否为恶劣天气；

[0055] 当确定为恶劣天气时，根据公交线路的实时客流数据判断当前的实时客流量环比历史同期时间段内无恶劣天气的条件下的历史客流量是否处于递增，当判断为处于递增时，则确定需要缩短公交线路的班次间隔时间。

[0056] 在上述实现过程中，将实施的气象数据和实时的公交线路运行数据进行融合，以基于实时的气象数据对当前天气类型进行判断，当判断当前天气类型为恶劣天气时，则基于公交线路的实时客流数据与历史无恶劣天气时客流数据的环比，以判断当前实时客流量是否有递增趋势，当确定当前实时客流量处于递增趋势时，则判断为需要缩短公交线路上公交车辆的班次间隔时间，即，需要将公交线路上待运行车辆之间的班次间隔时间缩短，从而提高乘客的运载量。

[0057] 在本发明方法的前述实施例中，同时考虑了天气类型和当前实时客流量环比于历史同期的变化趋势，两者缺一不可，共同协同作用以对是否需要缩短班次间隔时间进行判断，这极好的降低了误判的可能性，并提高了公交线路运行对天气变化的适应性和灵活性。

[0058] 在本发明方法的前述实施例中，在基于实时降雨量数据确定公交线路调度区域内当前天气类型是否为恶劣天气的步骤中，还包括：在确定为恶劣天气的情况下，确定当前的恶劣天气对公交线路的影响等级。其中，影响等级是基于实时降雨量数据与预先设定的降雨量阈值相比较而确定的；并且，当确定影响等级为最高级时，则发出减少或暂停公交线路的班次运行的消息。

[0059] 在本发明中，恶劣天气的影响等级能够设置多个档次，在其中一个优选的实施例中，能够将其设置为三个档次，分别为1档、2档和3档，其中将1档定义为最严重，将3档定义为最不严重。并且，在具体的实施例中，影响等级的确定能够根据降雨量的大小来进行确定，即，根据天气数据源中的实时降雨量数据来进行判断。当然，本领域技术人员也能够理解到的是，影响等级的确定也能够根据天气数据源中的其他数据来进行判断，例如风力数据、温度数据、能见度数据等，这些数据能够相互结合，也能够单独或相互结合后与降雨量数据进行结合，以对影响等级进行判断。

[0060] 在本发明方法的前述实施例中，在当判断为处于递增时，则确定需要缩短公交线路的班次间隔时间的步骤中，包括：根据所确定的不同的影响等级，采用不同百分比缩短班次间隔时间。原则上，天气类型的影响等级越高，即，越严重，则班次间隔时间就应被缩短的越小，从而减少乘客等待时间。当然，本领域技术人员能够理解到的是，当天气类型由恶劣天气转变为正常天气或者说天气好转时，则可以逐渐按照班次计划、发车计划恢复正常发车班次间隔。

[0061] 图2示出了本发明的基于天气数据的公交线路智能调度管理方法另一实施例的步骤流程图，该实施例为在前述图1所示实施例的基础上的进一步方案，并非原则上完全不同或者并行的另一方案。在图2所示的该实施例中，在获取并且接入公交线路调度区域内公交线路的历史运行数据和实时运行数据的步骤之后，还包括：

[0062] 获取并且接入与公交线路调度区域相对应的地图数据，并且将与公交线路调度区域相对应的区域地图划分为多个子区域网格；在一个优选的实施例中，子区域网格的划分能够基于1KM*1KM的网格样式进行；

[0063] 基于地图数据，将实时的气象数据源和公交线路的历史运行数据和实时运行数据与多个子区域网格形成基于地理位置的对应关系；

[0064] 在基于实时降雨量数据确定公交线路调度区域内当前天气类型是否为恶劣天气的步骤中，基于实时的气象数据源与子区域网格之间的对应关系，确定每一子区域网格内当前天气类型是否为恶劣天气；

[0065] 其中，当确定子区域网格内当前天气类型为恶劣天气后，还包括步骤：确定相应子区域网格内会途径的公交线路，并向负责相应途径的公交线路的调度员和/或驾驶员发出恶劣天气预警通知。

[0066] 在根据本发明方法的另一实施例中，当确定子区域网格内当前天气类型为恶劣天气后，还包括步骤：

[0067] 基于实时的气象源数据中的实时能见度数据和/或实时降雨量数据，对已确定天气类型为恶劣天气的相应子区域网格及与其一级相邻的子区域网格内进行公交线路行驶风险的判断；

[0068] 当判断已确定天气类型为恶劣天气的相应子区域网格内的公交线路行驶风险为高风险时，从与其一级相邻的子区域网格内选择公交线路行驶风险低于高风险的至少一个子区域网格，作为行驶替代子区域网格；

[0069] 当一级相邻的子区域网格内的公交线路行驶风险同样为高风险时，则以当前相邻的子区域网格为基准进行下一级相邻的子区域网格内的公交线路行驶风险的判断，直至获取行驶风险低于高风险的至少一个子区域网格，将其作为行驶替代子区域网格；

[0070] 将行驶替代子区域网格的位置信息和距离信息共同发送给原定途径已确定天气类型为恶劣天气的子区域网格的相应公交线路的调度员和/或驾驶员。

[0071] 借助于本发明的方法，实现了天气数据、公交线路运行数据和地图数据之间的紧密联动，能够在天气判断为恶劣天气时，及时有效的基于地图数据的区域对应关系对公交线路进行有效的调度，从而能够提高公交系统的应对能力，进而提升了公共交通系统的灵活性和应力能力，确保了乘客和公交车辆的安全，确保了更加安全、便捷的公交营运服务的提供。

[0072] 另外地，在本发明中，关于获取并且接入公交线路调度区域内实时的气象数据源的步骤，能够通过以下步骤实现：

[0073] 使用地图瓦片技术对数据地图进行切片，生成地图瓦片并获取瓦片编号；

[0074] 基于公交线路运行区域的区域面的地理信息，获取覆盖区域面的所有地图瓦片；

[0075] 实时获取并且接入与区域面内的地图瓦片的地理位置相对应的天气预报数据，以对区域面内的地图瓦片相对应的天气预报数据进行实时更新。

[0076] 其中地图瓦片技术采用现有技术实现，例如下面将要提到的墨卡托瓦片技术，根据墨卡托瓦片技术，对在线地图切片形成的墨卡托瓦片的编号是固定的，这同样能够通过现有技术实现，在此不再赘述。所谓数据地图是指在线地图，其能够来源于现有的地图数据库，例如百度地图、高德地图或者腾讯地图等，也能够为其它对社会公众的商用或者非商用的地图数据库。另外，所谓公交线路运行区域能够根据需要进行选择设定，以重庆地区为例，这里的公交线路运行区域能够选择设定为重庆地区的主城区所覆盖的区域面；其中区域面以行政区划的地理位置为边界确定。关于与区域面内的地图瓦片的地理位置相对应的天气预报数据的接入，可以通过与外接数据库(例如气象实时数据库)实现数据写入来实现，这能够通过现有的编程或者计算方法实现，在此不再赘述。

[0077] 本发明第二方面公开了一种基于天气大数据的公交线路调度管理系统，包括：

[0078] 第一获取及接入单元，用于获取并且接入公交线路调度区域内实时的气象数据源，气象数据源至少包括实时降雨量数据；

[0079] 第二获取及接入单元，用于获取并且接入公交线路调度区域内公交线路的历史运行数据和实时运行数据，历史运行数据至少包括历史客流数据，实时运行数据至少包括实时客流数据；

[0080] 天气类型判断单元，用于基于实时降雨量数据确定公交线路调度区域内当前天气类型是否为恶劣天气；当确定为恶劣天气时，根据公交线路的实时客流数据判断当前的实时客流量环比历史无恶劣天气的条件下的历史客流量是否处于递增趋势，当判断为处于递增趋势时，则确定需要缩短公交线路的班次间隔时间。

[0081] 根据本发明第二方面所公开的基于天气大数据的公交线路调度管理系统，天气类型判断单元还构造为用于在确定为恶劣天气的情况下，确定当前的恶劣天气对公交线路的影响等级；

[0082] 其中，影响等级是基于实时降雨量数据与预先设定的降雨量阈值相比较而确定的；当确定影响等级为最高级时，则发出减少或暂停公交线路的班次运行的消息。

[0083] 根据本发明第二方面所公开的基于天气大数据的公交线路调度管理系统，还包括：

[0084] 第三获取及接入单元，获取并且接入与公交线路调度区域相对应的地图数据，并且将与公交线路调度区域相对应的区域地图划分为多个子区域网格；

[0085] 数据对应关系生成单元，其构造为，基于地图数据，将实时的气象数据源和公交线路的历史运行数据和实时运行数据与多个子区域网格形成基于地理位置的对应关系；

[0086] 天气类型判断单元进一步构造为，基于实时的气象数据源与子区域网格之间的对应关系，确定每一子区域网格内当前天气类型是否为恶劣天气；

[0087] 预警单元，其构造为，当确定子区域网格内当前天气类型为恶劣天气后，确定相应子区域网格内会途径的公交线路，并向负责相应途径的公交线路的调度员和/或驾驶员发出恶劣天气预警通知。

[0088] 根据本发明第二方面所公开的基于天气大数据的公交线路调度管理系统，还包括：

[0089] 公交线路行驶风险判断单元，其构造为，基于实时的气象源数据中的实时能见度数据和/或实时降雨量数据，对已确定天气类型为恶劣天气的相应子区域网格及与其一级相邻的子区域网格内进行公交线路行驶风险的判断；

[0090] 当判断已确定天气类型为恶劣天气的相应子区域网格内的公交线路行驶风险为高风险时，从与其一级相邻的子区域网格内选择公交线路行驶风险低于高风险的至少一个子区域网格，作为行驶替代子区域网格；

[0091] 当一级相邻的子区域网格内的公交线路行驶风险同样为高风险时，则以当前相邻的子区域网格为基准进行下一级相邻的子区域网格内的公交线路行驶风险的判断，直至获取行驶风险低于高风险的至少一个子区域网格，将其作为行驶替代子区域网格；

[0092] 预警单元还构造为，将行驶替代子区域网格的位置信息和距离信息共同发送给原定途径已确定天气类型为恶劣天气的子区域网格的相应公交线路的调度员和/或驾驶员[0093] 本发明第三方面还公开了一种计算设备，其包括处理器和存储器，其中，存储器存储有计算机指令，处理器执行所述计算机指令，以实现根据本发明第一方面所公开的方法。

[0094] 本发明第四方面还公开了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，当计算机可读存储介质中的计算机指令被计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据本发明第一方面所公开的方法，或者使得计算设备实现本发明第二方面所公开的系统的功能。

[0095] 以重庆地区为例，本发明方法和系统的具体运用和实施能够包括以下过程：

[0096] 1.实时天气与公交调度数据集成：在本发明的方法和系统中，通过API接口接入气象部门权威的气象数据源，获取包括降雨量、风力、温度、能见度实时和未来预测的天气信息、极端天气预警信息。这些数据对于预测可能影响公交运营的天气事件(如暴雨、大雾、冰雪)至关重要。再集成公交车辆GPS定位、车辆状态监测、客流统计、公交发车计划、排班计划、班次间隔等多个数据源，利用大数据处理技术整合数据，形成统一的数据处理机制。

[0097] 2.动态调度策略：依据对接的天气数据和其他调度运营参数(如排班计划、人员安排计划、班次间隔、发车时间、客流量、车辆位置)，自动调整公交线路的班次发车间隔。

[0098] 具体方法如：

[0099] (1)对接重庆气象局天气数据接口，获取实时降雨量、风力、温度、能见度数据，获取区域内是否存在极端天气；

[0100] (2)接入公交线路实时运行数据，如班次计划、发车计划、班次间隔、车辆实时定位、实时客流；

[0101] (3)建立天气类型对应的影响等级，如降雨量超过一定程度，视为恶劣天气，并将恶劣天气根据降雨量程度划分为3种档次(3档、2档、1档，3档最不严重，1档最为严重)，触发动态调度策略，实时调整公交线路的发车间隔；

[0102] (4)在常规恶劣天气下，根据当前线路实时客流判断客流量环比历史无恶劣天气时是否处于递增趋势，并按其不同档次采用不同百分比缩短班次间隔(原则上，天气越恶劣班次间隔越短)，减少乘客等待时间；在天气好转时，逐渐按班次计划、发车计划恢复正常发车间隔

[0103] (5)在极端恶劣天气下，根据极端天气类型，公交当日班次计划、发车计划、班次间隔、车辆实时定位，减少或直接通知调度暂停公交班次以确保车辆和人员的运行安全。

[0104] 3.调度应急响应：根据实时天气状况，如发生恶劣天气时，系统能触发预警机制，通知调度中心和驾驶员采取预防措施。预警的具体方法如：

[0105] (1)对接重庆气象局天气数据接口，获取实时降雨量、风力、温度、能见度数据，获取区域内是否存在极端天气；

[0106] (2)建立天气类型对应的影响阈值，如降雨量超过一定程度，视为恶劣天气，并将恶劣天气根据降雨量程度划分为3种档次(3档、2档、1档，3档最不严重，1档最为严重)；

[0107] (3)将主城区地图划分为1KM*1KM的网格区域，判断区域内的实况天气类型是否达到影响阈值；

[0108] (4)如果区域内天气达到影响等级，判断这些区域内有哪些公交线路途经，如果有，在调度系统里为负责调度这些线路的调度员执行预警通知，弹窗告知调度员哪条线路在哪个区域的临近道路上存在恶劣天气情况，调度员将根据当下情况自行决定是否需要调整线路走向或班次。同时，通过调度系统链接的车机设备语音提醒正在行车的驾驶员，在线路哪个区域发生恶劣天气情况，语音提醒内容包括减速慢行、保持车距、注意积水路段等。

[0109] (5)同时，系统会在调度系统里给予应急预案建议，比如调动备用车辆(从其他线路临时调车，或启用当日未营运的车辆)，确保线路运营的连续性。或在能见度极低或降雨量过大(道路严重积水)时，判断途经这些天气区域的线路风险较高，提供线路临时绕行或暂停运行的建议。

[0110] 4.极端气象预警：根据极端天气状况，自动预警通知公交驾驶员。例如，系统收到某区域极端天气预警时，如暴雨或暴风雪，系统会自动通过调度系统分析哪些线路收到该区域极端天气的影响，向涉及这些线路的公交车下发天气预警消息，提醒驾驶员安全驾驶或临时停车避让。

[0111] 5.乘客信息服务：通过公交服务公告、移动应用等渠道，系统向公众实时发布受天气影响的公交营运线路临时调整通知，帮助乘客规划行程，减少因天气原因导致的出行不便。

[0112] 6.数据分析与优化：长期收集并分析天气与公交发车班次之间的关联数据，根据运营反馈和数据分析结果，不断优化预警阈值合理的参数、调度班次调整建议、通知机制，提高预警的准确性和及时性，以实现资源的最优化配置，提高整体运营效率和服务质量。

[0113] 在本发明中，能够通过气象数据分析，实现公交调度与天气变化的紧密联动，预测天气变化对交通流量和乘客出行需求的影响，制定相应的调度策略，提高公交系统的应对能力，提升公共交通系统的灵活性和应变能力，确保乘客和公交车辆的安全，提供了更加安全、便捷的公交营运服务。

[0114] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

[0115] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0116] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0117] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

[0118] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。