[發明專利]一種基于GIS的公交路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201810238712.5
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108647221B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李章維;宋焦朋;周曉根;王柳靜;謝騰宇;張貴軍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于GIS的公交路徑規劃方法，首先，針對公交路徑問題，對分析現階段公交由于路徑規劃不合理而引起的延時到站、超載、擁堵、公交重復率高和乘客坐車難等弊端，以及車容量、道路狀況、人口密度分布的一系列影響因子,針對獲取整個城市的矢量地圖和數據，建立道路網絡數據集；其次，借助GIS的空間網絡分析技術，結合Dijkstra蟻群混合優化算法，建立科學合理的公交路徑方法。本發明提供一種使乘客出行效率較高的公交路徑規劃方法。

技術領域

本發明涉及一種路徑規劃、智能優化、計算機應用領域，尤其涉及的是，一種基于GIS的公交路徑規劃的方法。

背景技術

隨著我國社會經濟的快速發展，城市的規模正在迅速的擴大，城市人口同時也在高速增長。根據國家統計局數據，截止2016年底，我國目前擁有860個數量的城市，其中，特大城市具有32個，大城市占44個，小城市占400多個，城鎮化率已經達到了57.35％。在推進城鎮化發展的同時，造成城市機動車的數量急劇上升，伴隨而來的是城市的道路交通擁堵狀況日趨嚴重，其中公共交通布局規劃不合理為各個城市交通中普遍存在的問題。伴隨著城市居民的快速增長，原有的公交系統已經不能達到人們的需求，居民出行困難、出行效率低等一系列的問題接踵而來。針對城市公交系統中存在的路徑布局規劃不合理、資源分配不當或不足、當前的公交資源不能跟上城市快速發展的步伐等一系列的問題，如何合理的規劃公交路徑本方法中研究的重點問題。

合理的規劃公交路徑是減少城市交通壓力、提高公交利用率和方便居民出行的核心問題。然而，目前由于公交路徑規劃不合理而造成延時到站、超載、擁堵、公交重復率高和乘客坐車難的現象時常發生，單純的依靠道路規模的擴建是遠遠不能夠滿足的，必須依賴現在信息技術與管理技術的有機結合來解決目前城市中的交通問題。因此，設計一種科學合理的公交路徑規劃方法迫在眉睫，構建出一種公交路徑方法，使乘客出行時換乘次數少、出行耗時短、乘車容易，解決當前公交運行中存在弊端。

城市公交線路的規劃受諸多的因素影響，單純的應用路徑優化算法求解“最優路徑”在實際狀況中往往很難達到滿意的效果。在現有道路基礎設施和公交資源的情況下，綜合利用計算機網絡、智能優化等先進的技術，構建出一個科學合理的公交路徑方法，減少交通擁擠、方便居民出行，減少車輛尾氣污染、減少資源浪費、提高公交的使用率等，達到人、車、路之間協調發展、配合密切的效果。利用GIS中海量的地理空間數據存儲和管理技術進行公交路徑的規劃，通過對公交的站點、票價、時間、人口密度等信息的采集，將道路網絡和公交網絡結合起來建立交通網絡數據集，建立公交拓撲模型和公交網絡搜索模型，在現有公交車輛、時間、路程、道路等約束條件下對公交路徑進行分析，再結合路徑優化算法科學合理的規劃出最優的公交路徑。

通過對公交路徑進行研究分析，發現目前應用路徑算法對公交路徑規劃，很難在實際中解決問題，難以達到預期的效果；ArcGIS平臺中的VRP(車輛路徑優化)模塊比較適合單點的路徑規劃，不能滿足復雜的公交網絡。

發明內容

為了克服目前由于公交路徑規劃不合理造成的延時到站、超載、擁堵、公交重復率高和乘客坐車難的不足，本發明提出一種公交路徑規劃方法，利用ArcGIS平臺中豐富的網絡分析模塊和空間分析功能結合Dijkstra蟻群混合優化算法，提供一套能夠使乘客換乘次數少、出行耗時短的公交路徑規劃方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于GIS的公交路徑規劃方法，所述生成方法包括以下步驟：

A1、數據的采集與處理，采集的數據包括客流量數據、乘客密度數據、公交站點數據、始發站時間和道路的信息數據，將其制作成交通網絡數據集；

A2、建立公交網絡拓撲模型，將城市實際的公交網絡抽象為拓撲性質的網絡圖，對公交站點的空間位置關系進行分析，將滿足可以步行換乘的公交站點進行合并，將其抽象為同一換乘節點，設計原則如下：

A2.1在同一條線路但方向不同的同名站點合并為同一換乘節點；