[發明專利]一種基于空鐵耦合網絡的出行耗時計算方法

在審

• 申請號: 202010022159.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111340673A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 曹先彬;杜文博;王依喬;陸橋誼;佟路
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q50/30
• 分類號: G06Q50/30;G06Q10/04
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 冀學軍

本發明公開了一種基于空鐵耦合網絡的出行耗時計算方法，屬于復雜網絡和交通網絡領域。首先收集中國航空管理局發布的航空運營數據和中國鐵路管理局發布的高鐵運營數據。根據獲得的交通數據，將航空系統和高鐵系統耦合成中國航空高鐵耦合網絡。然后基于耦合網絡，計算每個城市分別對于航空、高鐵、空鐵聯運三種交通方式的依賴程度，同時分別計算一天內每個城市到達其他相連城市的最短耗時路徑；針對一天內不同時刻，計算乘客A從城市i出發到達相連城市的耗時最短的最佳出發時間。最后乘客A選擇最短耗時路徑和依賴性最大的出行方式，按照最佳出發時間出發即可。本發明更全面的評測中國各個地理位置城市的出行選擇情況，為乘客提供最佳出行方式。

技術領域

本發明屬于復雜網絡和交通網絡領域，具體涉及一種基于空鐵耦合網絡的出行耗時計算 方法。

背景技術

中國越來越多地參與到國際經濟活動中，經濟繁榮依賴于國家交通運輸行業的快速發展， 作為城市間長途交通運輸最重要的組成部分，航空和高速鐵路(HSR)近年來得到了持續快 速的發展。

自2006年起中國航空的運輸總周轉量位居世界第二，連續年增速保持在10％，2018年 旅客總數達到6億人次，與此同時，高鐵經過10年間的快速發展，高速鐵路網總覆蓋范圍達 到29000km，位居世界第一，占世界高鐵總公里數的三分之一。

航空和高鐵在快速的發展中有了更為緊密的結合，空鐵聯運的交通方式使得人們在長途 交通運輸的選擇中具有更高效的出行方案。由于航空運輸和高鐵運輸具有各自的技術特征和 經濟特征，航空和高鐵之間的復雜關系已經成為一個關鍵的研究問題，引發了眾多學者的廣 泛關注。最初，研究人員將航空與高速鐵路的關系視為競爭關系或者合作關系，經過多年的 研究，越來越多的研究人員認為航空與高鐵是競爭關系與合作關系共存。

眾多研究者們對航空和高鐵的競爭與合作關系進行了大量的研究，從乘客需求，票價， 座位和環境等影響因素出發，研究空鐵聯運給人們生活帶來的影響，但缺少對空鐵聯運的出 行耗時的相關研究。眾多研究表明，出行耗時是影響人們出行選擇最重要的因素之一。

此外，在過去的幾十年里，復雜網絡理論得到了許多研究領域的關注，如網絡建模，信 息流量和級聯故障等等。值得注意的是，復雜網絡理論已廣泛應用于大規模交通網絡分析， 尤其是航空和鐵路，復雜網絡理論在航空網絡和鐵路網絡的研究中起著至關重要的作用。近 年來，復雜網絡理論中的耦合網絡的研究被認為是一個重要的研究領域。從理論的角度來看， 中國航空網絡和高速鐵路網絡本質上是一個耦合網絡。因此，在復雜網絡理論框架下分析中 國航空高鐵耦合網絡的結構和性質是非常值得的研究領域。

發明內容

針對中國航空和高鐵的耦合交通網絡，本發明提出了一種基于空鐵耦合網絡的出行耗時 計算方法，為乘客出行方案選擇提供指導，同時為交通管理者提供輔助信息參考。

所述的出行耗時分析方法，具體步驟如下：

步驟一、收集中國航空管理局發布的航空運營數據和中國鐵路管理局發布的高鐵運營數 據。

步驟二、根據獲得的交通數據，將航空系統和高鐵系統耦合成一個網絡結構，構成中國 航空高鐵耦合網絡。

耦合網絡包括三類城市：航空城市，高鐵城市以及耦合城市。

航空城市是指僅有機場的城市；高鐵城市是指僅有高鐵站的城市；耦合城市是指既有機 場又有高鐵站的城市；

每個城市用節點代表；兩個城市之間有直達高鐵或者直達航班，用邊將這兩個城市相連。

步驟三、基于耦合網絡，計算每個城市分別對于航空、高鐵、空鐵聯運三種交通方式的 依賴程度。

首先，針對任意乘客A從城市i出發到達城市j，依據時刻表數據，遍歷所有出行線路并 統計每一條線路的出行方式。