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GTFS

简介#

本教程将指导您如何使用 通用交通规范格式 (GTFS) 中的数据来优化现有的公共交通 (PT) 仿真场景，该格式的数据在许多地区都可用。建议先完成 公共交通教程。

创建 PT 仿真包含三个步骤：

  1. 初始网络要求
  2. 寻找 GTFS 数据源
  3. 将 GTFS 数据映射到网络

初始网络要求#

Note

使用 osmWebWizard 工具 可能是获取网络的最简单方法，但此过程适用于任何（地理参考的）SUMO 网络。

该过程在使用来自 OpenStreetMap 并包含公交线路数据的网络时效果最佳（参见 ptLines 输出）。网络应包含您想要建模的所有交通类型（模式）的边以及相关的边类型。该脚本目前支持以下映射：

  • tram -> 所有允许 SUMO 车辆类别 tram 的边
  • subway -> OSM 类型 railway.subway
  • light_rail -> OSM 类型 railway.light_rail
  • train -> OSM 类型 railway.rail
  • bus -> 所有允许 SUMO 车辆类别 bus 的边
  • ship -> OSM 类型 ship

如果网络不包含边类型，则仅可能进行公交车和有轨电车映射，这将使用允许相关车辆类别的边。

在本教程中，我们使用 osmWebWizard 工具导入了 Eichwalde 的网络：

Eichwalde_net

寻找 GTFS 数据源#

有 几种来源 可以获取 GTFS 数据，通常在您当地的交通机构网站上。德国的一些示例：

本教程使用 VBB 的 2019 年 6 月数据集。您可以下载数据，也可以直接将文件的 URL 提供给脚本。

将 GTFS 数据映射到网络#

如果您拥有所有可用数据，则需要决定要建模的日期。脚本无法自行找到代表性的日期，您需要自己找一个。通常建议提前检查学校（及其他）假期的日历。

在本教程中，我们选择 2019 年 9 月 4 日（星期三）。

此外，您可以选择应导入哪些公共交通模式（公交车、有轨电车、火车、地铁和/或渡轮）。默认情况下，将导入所有模式。在本教程中，我们将仅导入公交车。

根据可用的输入文件，您可以选择不同的方式生成路线。如果您拥有从 OpenStreetMap 提取的线路和站点信息（使用适当的 netconvert 选项，如 ptLines 输出 中所述），脚本可以将此信息与 GTFS 数据合并。

通常，我们可以从 GTFS 中提取三种类型的数据：时刻表（每辆车的分钟精度）、站点位置（地理坐标）和路线（行驶街道的地理坐标），其中最后一种是可选的。GTFS 文件应为 zip 格式，并至少包含 routes.txt、stops.txt、stop_times.txt、trips.txt、calendar.txt 和 calendar_dates.txt。如果您的 GTFS 数据有一个（非空的）shapes.txt 文件，那么它也包含路线信息。在本教程的其余部分，我们将假设您始终希望至少从 GTFS 导入时刻表。

从 OSM 中，您（有时）可以获取抽象时刻表（“工作日每 10 分钟运行一条线路”）以及站点位置和路线。虽然可能希望为这三种数据类型中的每一种单独选择是从 OSM 还是从 GTFS 导入，但目前仅支持以下场景：

  • 从 OSM 导入 站点。这会将每个 GTFS 站点位置映射到最合适的 OSM 站点位置。这是推荐的方法。
  • 完全忽略 OSM 和路线数据，请参阅 从最短路径生成路线。
    • 此方法适用于任何网络（不仅仅是 OSM），并且如果您没有 ptline 输出或您的 GTFS 不包含 shapes.txt 文件，则是默认方法。
  • 从 OSM 导入 路线。
    • 这将尝试通过使用几何距离为每条 GTFS 路线找到相应的 OSM 路线（不使用来自 OSM 的站点信息）

从最短路径生成路线#

在这种情况下，每辆公共交通车辆的路线将通过查找站点之间的最快路径来定义。

如果您已下载网络和 GTFS 数据（或拥有 URL），则只需运行以下命令：

python tools/import/gtfs/gtfs2pt.py -n osm.net.xml.gz --gtfs GTFS_VBB_Juni-Dezember-2019.zip --date 20190904 --modes bus

脚本运行约五分钟，并生成几个子目录，但最终会提供三个输出文件：

  • pt_vtypes.xml
  • gtfs_publictransport.add.xml（定义静态路线和站点）
  • gtfs_publictransport.rou.xml（定义单个公共交通车辆）

vtypes 输出为使用的不同公共交通模式生成非常简单的车辆类型定义。鼓励您修改此文件并使其适应实际情况，特别是关于不同模式的容量（座位数）。当然，您也可以使用来自其他来源的车辆类型并跳过此输出。

为了在仿真中使用它们，您应按上述顺序将它们作为附加文件（而不是路线文件！）传递。

sumo-gui -n osm.net.xml.gz --additional vtypes.xml,gtfs_pt_stops.add.xml,gtfs_pt_vehicles.add.xml

从 OSM 生成路线#

在这种情况下，每辆车的路线取自 OSM。当我们使用 osmWebWizard 工具导入网络时，我们启用了“导入公共交通”选项，该选项会自动生成包含公交线路的 "osm_ptlines.xml" 文件。

调用如下：

python tools/import/gtfs/gtfs2pt.py -n osm.net.xml.gz --gtfs GTFS_VBB_Juni-Dezember-2019.zip --date 20190904 --modes bus --osm-routes osm_ptlines.xml --repair

选项 --repair 不是强制性的，但很有帮助。它获取给定的 ptLines 并尝试在映射之前使用 duarouter 修复它们。如果某些 ptLines 的路线无效，它们将不会用于映射。

脚本生成以下输出文件：

  • pt_vtypes.xml
  • gtfs_publictransport.add.xml（定义站点）
  • gtfs_publictransport.rou.xml（定义单个公共交通车辆）
  • gtfs_missing.xml 包含无法导入的 GTFS 数据元素（站点和 ptLines）
  • invalid_osm_routes.txt 包含修复 ptLines 时的警告和错误

运行仿真：

sumo-gui -n osm.net.xml.gz --additional vtypes.xml,gtfs_pt_stops.add.xml,gtfs_pt_vehicles.add.xml

从 OSM 导入站点#

在这种情况下，通过使用来自 OSM 的公共交通站点位置来指导将（不精确的）GTFS 坐标映射到候选网络边。当 GTFS 数据没有形状信息时，这很有用，并提供两个优势：

  • 映射速度大大加快，因为考虑的候选边更少
  • 公共轨道运输的映射大大改善，因为 OSM 站点编码了轨道典型使用方向的信息（从而改善了车站内的停靠轨道分配）

调用如下：

python tools/import/gtfs/gtfs2pt.py -n osm.net.xml.gz --gtfs GTFS_VBB_Juni-Dezember-2019.zip --date 20190904 --modes bus --stops osm_stops.add.xml

生成的仿真输入与 上文 相同，因此可以使用相同的 sumo/sumo-gui 调用。

Note

建议使用 netconvert 选项 --ptstop-output --ptline-output 导入站点，因为导入线路可以改善站点的定位。

在仿真中使用输出#

以下是通过调用 sumo-gui 在仿真中使用映射的站点和公交车的示例：

tutorialGTFS