[发明专利]基于公交-地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略

说明书

本发明公开一种基于公交‑地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略，在公交‑地铁双层无权换乘网络的基础上，根据双层站点网络对双层换乘网络加权，构建了公交‑地铁双层加权换乘网络模型，并根据此模型提出了新的路由策略，该策略综合考虑了最短乘车距离、最少换乘次数及最短乘车距离上的拥塞情况，并通过仿真实验找到调节最短乘车距离及拥塞情况权重的最优值。在考虑了公共交通网络中换乘的平均传输时间基础上，也考虑了网络中站点间的实际距离，即综合考虑了最短乘车距离、最少换乘次数及最短乘车距离上的拥塞情况，因此更加全面地理解网络中的拓扑信息，在帮助乘客选择最佳出行路线的同时使网络中的拥塞达到最低状态。

技术领域

本发明涉复杂网络技术领域，具体说是一种基于公交-地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略。

背景技术

随着城市的现代化发展，在多种公共交通工具的帮助下，人们的出行也越来越便利，但与此同时，我们也不得不解决严重的交通拥塞问题以提高乘客的出行效率。本方法对原有的公交-地铁网络拥塞感知的路由策略进行改进，对公交-地铁双层换乘网络的边进行加权，通过公交-地铁双层加权换乘网络模型来更加全面地分析城市公共交通网络。

公交网络内的路由策略和地铁网络内的最短路径策略一起构成公交-地铁网络拥塞感知的路由策略。但此种方法存在以下问题：(1)求公交-地铁双层换乘网络的最短路径时体现出公交网络中的连边与地铁网络中连边的差异，将公交网络和地铁网络的边权值设定了不同值，但此时所有公交网络中的边权值相同，所有地铁网络中的边权值相同。(2)为了计算乘客在公交网络中的运行代价，将公交线路网络中节点的介数值映射为公交换乘网络中边的权值，通过公交加权换乘网络确定了乘客的出行路线后，在无权换乘网络中计算了不同路由策略在网络中的传输性能。通过这种方法计算的网络平均传输时间只考虑了在公共交通网络中换乘的平均传输时间，忽略了对网络中站点间实际距离的考虑。由此可见，现有方法无法真实地反应实际网络情况，需考虑加权网络对交通拥塞的影响。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于公交-地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于公交-地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略，在公交- 地铁双层无权换乘网络的基础上，对公交-地铁双层无权换乘网络加权，构建了公交-地铁双层加权换乘网络模型；

具体步骤如下：

步骤一：构建公交-地铁双层无权换乘网络；

1)构建站点网络；站点网络是将公交站点和地铁站点视为节点，若两个站点相邻且在一条线路上，这两个节点之间则有连边；其中，公交网络与地铁网络通过地铁站点与其周围的公交站点相连，设定地铁网络与公交网络之间采取一对多的连接方式，即一个地铁站点可连接多个公交站点，但一个公交站点只连接一个地铁站点；

2)构建换乘网络；公交-地铁换乘网络中定义两种性质的换乘，第一种是每层网络内部的换乘，即公交与公交之间，地铁与地铁之间的换乘；第二种是两层网络间的换乘，即公交与地铁之间的换乘；在每一层的换乘网络中，同样是将公交站点和地铁站点视为节点，若两个站点在一条公交线路或地铁线路上，这两个站点之间则有连边，这两层网络之间的连接与双层站点网络的连接方式相同；

3)构建线路网络；公交-地铁线路网络中同样定义两种性质的连接方式，第一种是每层网络内部的连接，即公交线路与公交线路之间，地铁线路与地铁线路之间的连接；第二种是两层网络间的连接，即公交线路网络与地铁线路网络之间的连接；在每一层的线路网络中，公交线路或地铁线路被定义为节点，如果两条线路之间含有至少一个相同站点，那么这两条线路之间就有连边，代表这两条线路的两个节点相连；两层线路网络之间的连接与双层站点网络和双层换乘网络的连接方式相同；

步骤二：构建公交-地铁双层加权换乘网络模型；