[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于北斗定位與客流量的公交換乘優(yōu)化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711003324.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107808217A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢建平;李東轅;董沛鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q50/30;G08G1/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 葉亞林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于北斗定位與客流量的公交換乘優(yōu)化方法，屬于公交換乘方案優(yōu)化的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

公交乘車(chē)方案是公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要課題之一，結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析公交系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)居民需求給出最優(yōu)乘車(chē)方案對(duì)居民出行有重要意義。目前，城市公交乘車(chē)方案的研究已逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化；但現(xiàn)有技術(shù)中，缺少精準(zhǔn)、有效的基于北斗高精度定位與公交客流量的乘車(chē)方案，現(xiàn)有技術(shù)中的公交乘車(chē)方案也無(wú)法有效的根據(jù)城市公交系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的特性、實(shí)際擁堵?tīng)顟B(tài)給出合適的優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于北斗定位與客流量的公交換乘優(yōu)化方法。

發(fā)明概述：

本發(fā)明利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)取公交數(shù)據(jù)，根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基本理論及算法構(gòu)建城市公交網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合公交網(wǎng)絡(luò)給出最優(yōu)方案。基本思路為：首先采集公交各個(gè)線(xiàn)路及其通過(guò)的站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)，兩站點(diǎn)間的距離，公交車(chē)刷卡數(shù)據(jù)，確定有關(guān)參數(shù)與邊的權(quán)值，根據(jù)用戶(hù)需求分別建立復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)不同模型對(duì)應(yīng)的鄰接矩陣，利用Floyd算法分析計(jì)算確定最終乘車(chē)方案。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：

L空間：在L空間中，以公交站點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，若兩個(gè)站點(diǎn)是同一公交線(xiàn)路上相鄰的，那么它們就有連邊，若不相鄰則無(wú)連邊。

P空間：在P空間中，以公交站點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，若兩個(gè)站點(diǎn)有公交線(xiàn)路通過(guò)即兩個(gè)站點(diǎn)有直達(dá)公交路線(xiàn)，那么他們就具有連邊；若無(wú)兩站點(diǎn)之間無(wú)直達(dá)公交路線(xiàn)，則無(wú)連邊。

邊：表示兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，分為無(wú)權(quán)邊和有權(quán)邊。

最短路徑：從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)距離最短的路徑，共有條最短路徑，N為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于北斗定位與客流量的公交換乘優(yōu)化方法，包括步驟如下：

1)獲取公交數(shù)據(jù)：

收集并記錄公交數(shù)據(jù)；所述公交數(shù)據(jù)包括，公交線(xiàn)路圖、公交站點(diǎn)名稱(chēng)、同一條公交線(xiàn)路中兩相鄰公交站點(diǎn)間的實(shí)際距離和公交刷卡次數(shù)；

公交線(xiàn)路及公交站點(diǎn)用于建立公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；公交刷卡次數(shù)可以比較準(zhǔn)確的反應(yīng)客流量大小；公交站點(diǎn)間距離作為計(jì)算連邊的權(quán)值的參數(shù)。

2)數(shù)據(jù)預(yù)處理：

按公交車(chē)行進(jìn)順序依次對(duì)每條公交線(xiàn)路中的公交站點(diǎn)進(jìn)行順序編號(hào)；

計(jì)算同一對(duì)相鄰公交站點(diǎn)間通過(guò)公交線(xiàn)路的數(shù)量；記兩相鄰公交站點(diǎn)i與公交站點(diǎn)j之間通過(guò)的不同公交線(xiàn)路數(shù)為N_ij；現(xiàn)實(shí)當(dāng)中兩相鄰公交站點(diǎn)可能會(huì)有多條不同公交線(xiàn)路同時(shí)經(jīng)過(guò)；

相鄰公交站點(diǎn)i與公交站點(diǎn)j間的距離記為L(zhǎng)_ij；通過(guò)公交刷卡次數(shù)計(jì)算相鄰公交站點(diǎn)i與公交站點(diǎn)j的總客流量F_ij；

N_ij、F_ij、L_ij均為用于計(jì)算用時(shí)最少乘車(chē)方案中兩相鄰站點(diǎn)間的權(quán)值；相鄰公交站點(diǎn)i與公交站點(diǎn)j間的距離L_ij過(guò)北斗高精度車(chē)載定位設(shè)備測(cè)量得到；

3)構(gòu)建公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)通常是由數(shù)量巨大的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系共同構(gòu)成的，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有著復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征。城市公交網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ椭饕捎肞空間模型和L空間模型，分別對(duì)應(yīng)公交換乘網(wǎng)絡(luò)和公交站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)；

本發(fā)明利用pajek進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與分析，pajek能夠提供直觀(guān)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)圖，有利于分析最優(yōu)乘車(chē)方案。

換乘次數(shù)最少的公交乘車(chē)方案

換乘次數(shù)最少的公交乘車(chē)方案需要用P空間的方法構(gòu)建無(wú)向無(wú)權(quán)的公交網(wǎng)絡(luò)，在P空間中，以公交站點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，同一公交線(xiàn)路中任意兩個(gè)站點(diǎn)具有連邊，兩站點(diǎn)之間若無(wú)直達(dá)公交線(xiàn)路，則兩站點(diǎn)之間無(wú)連邊。

3.1.1)在pajek中，采用依次列舉復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中所有邊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，基本格式如下所示：

*Vertices N

*Edgeslist[i j c]

*Matrix

在上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，N表示復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中全部節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，i和j分別表示與所述邊對(duì)應(yīng)的兩個(gè)公交站點(diǎn)的編號(hào)，c表示權(quán)重，當(dāng)公交站點(diǎn)i與公交站點(diǎn)j之間有公交線(xiàn)路時(shí)，c＝0；當(dāng)公交站點(diǎn)i與公交站點(diǎn)j之間無(wú)公交線(xiàn)路時(shí)c＝1；

在pajek中，數(shù)據(jù)錄入的基本格式為：

*Vertices N

*Arcslist[i j c]

*Edgeslist[i j c]

*Matrix