[发明专利]一种基于GIS的公交路径规划方法

说明书

一种基于GIS的公交路径规划方法，首先，针对公交路径问题，对分析现阶段公交由于路径规划不合理而引起的延时到站、超载、拥堵、公交重复率高和乘客坐车难等弊端，以及车容量、道路状况、人口密度分布的一系列影响因子,针对获取整个城市的矢量地图和数据，建立道路网络数据集；其次，借助GIS的空间网络分析技术，结合Dijkstra蚁群混合优化算法，建立科学合理的公交路径方法。本发明提供一种使乘客出行效率较高的公交路径规划方法。

技术领域

本发明涉及一种路径规划、智能优化、计算机应用领域，尤其涉及的是，一种基于GIS的公交路径规划的方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，城市的规模正在迅速的扩大，城市人口同时也在高速增长。根据国家统计局数据，截止2016年底，我国目前拥有860个数量的城市，其中，特大城市具有32个，大城市占44个，小城市占400多个，城镇化率已经达到了57.35％。在推进城镇化发展的同时，造成城市机动车的数量急剧上升，伴随而来的是城市的道路交通拥堵状况日趋严重，其中公共交通布局规划不合理为各个城市交通中普遍存在的问题。伴随着城市居民的快速增长，原有的公交系统已经不能达到人们的需求，居民出行困难、出行效率低等一系列的问题接踵而来。针对城市公交系统中存在的路径布局规划不合理、资源分配不当或不足、当前的公交资源不能跟上城市快速发展的步伐等一系列的问题，如何合理的规划公交路径本方法中研究的重点问题。

合理的规划公交路径是减少城市交通压力、提高公交利用率和方便居民出行的核心问题。然而，目前由于公交路径规划不合理而造成延时到站、超载、拥堵、公交重复率高和乘客坐车难的现象时常发生，单纯的依靠道路规模的扩建是远远不能够满足的，必须依赖现在信息技术与管理技术的有机结合来解决目前城市中的交通问题。因此，设计一种科学合理的公交路径规划方法迫在眉睫，构建出一种公交路径方法，使乘客出行时换乘次数少、出行耗时短、乘车容易，解决当前公交运行中存在弊端。

城市公交线路的规划受诸多的因素影响，单纯的应用路径优化算法求解“最优路径”在实际状况中往往很难达到满意的效果。在现有道路基础设施和公交资源的情况下，综合利用计算机网络、智能优化等先进的技术，构建出一个科学合理的公交路径方法，减少交通拥挤、方便居民出行，减少车辆尾气污染、减少资源浪费、提高公交的使用率等，达到人、车、路之间协调发展、配合密切的效果。利用GIS中海量的地理空间数据存储和管理技术进行公交路径的规划，通过对公交的站点、票价、时间、人口密度等信息的采集，将道路网络和公交网络结合起来建立交通网络数据集，建立公交拓扑模型和公交网络搜索模型，在现有公交车辆、时间、路程、道路等约束条件下对公交路径进行分析，再结合路径优化算法科学合理的规划出最优的公交路径。

通过对公交路径进行研究分析，发现目前应用路径算法对公交路径规划，很难在实际中解决问题，难以达到预期的效果；ArcGIS平台中的VRP(车辆路径优化)模块比较适合单点的路径规划，不能满足复杂的公交网络。

发明内容

为了克服目前由于公交路径规划不合理造成的延时到站、超载、拥堵、公交重复率高和乘客坐车难的不足，本发明提出一种公交路径规划方法，利用ArcGIS平台中丰富的网络分析模块和空间分析功能结合Dijkstra蚁群混合优化算法，提供一套能够使乘客换乘次数少、出行耗时短的公交路径规划方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于GIS的公交路径规划方法，所述生成方法包括以下步骤：

A1、数据的采集与处理，采集的数据包括客流量数据、乘客密度数据、公交站点数据、始发站时间和道路的信息数据，将其制作成交通网络数据集；

A2、建立公交网络拓扑模型，将城市实际的公交网络抽象为拓扑性质的网络图，对公交站点的空间位置关系进行分析，将满足可以步行换乘的公交站点进行合并，将其抽象为同一换乘节点，设计原则如下：

A2.1在同一条线路但方向不同的同名站点合并为同一换乘节点；