[发明专利]一种基于北斗定位与客流量的公交换乘优化方法

摘要

本发明涉及一种基于北斗定位与客流量的公交换乘优化方法。本发明利用北斗卫星导航系统测取公交数据，根据复杂网络的基本理论及算法构建城市公交网络，结合公交网络给出最优方案。基本思路为首先采集公交各个线路及其通过的站点信息数据，两站点间的距离，公交车刷卡数据，确定有关参数与边的权值，根据用户需求分别建立复杂网络模型，根据不同模型对应的邻接矩阵，利用Floyd算法分析计算确定最终乘车方案。

主权项

一种基于北斗定位与客流量的公交换乘优化方法，其特征在于，包括步骤如下：1)获取公交数据：收集并记录公交数据；所述公交数据包括，公交线路图、公交站点名称、同一条公交线路中两相邻公交站点间的实际距离和公交刷卡次数；2)数据预处理：按公交车行进顺序依次对每条公交线路中的公交站点进行顺序编号；计算同一对相邻公交站点间通过公交线路的数量；记两相邻公交站点i与公交站点j之间通过的不同公交线路数为Nij；相邻公交站点i与公交站点j间的距离记为Lij；通过公交刷卡次数计算相邻公交站点i与公交站点j的总客流量Fij；3)构建公交网络系统的复杂网络；换乘次数最少的公交乘车方案3.1.1)在pajek中，采用依次列举复杂网络中所有边的方式进行数据录入，基本格式如下所示：*Vertices N*Edgeslist[i j c]*Matrix在上述数据结构中，N表示复杂网络中全部节点的数量，i和j分别表示与所述边对应的两个公交站点的编号，c表示权重，当公交站点i与公交站点j之间有公交线路时，c＝0；当公交站点i与公交站点j之间无公交线路时c＝1；3.1.2)利用pajek读取公交网络系统的net文件，利用P空间方法生成公交换乘网络的复杂网络图；以公交站点作为复杂网络中的节点；3.1.3)根据复杂网络中各个节点间的连接关系，构造城市公交网络系统的邻接矩阵；邻接矩阵中的元素aij为0或者1；1代表相应的行数与列数的站点间有公交线路；0代表相应的行数与列数的站点间没有公交线路；3.1.4)根据邻接矩阵，利用Floyd算法计算任意两站点之间的最少换乘次数；具体步骤如下：A)设Dis(i,j)为公交站点i到公交站点j的最少换乘次数；B)对于每一个公交站点k，检查Dis(i,k)+Dis(k,j)<Dis(i,j)是否成立，如果成立，则判定从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短，设置Dis(i,j)＝Dis(i,k)+Dis(k,j)；其中，k≠i，j；C)重复步骤B)，直至遍历所有公交站点k，Dis(i,j)即公交站点i到公交站点j的最少换乘次数；用时最少的公交乘车方案3.2.1)在pajek中，采用依次列举复杂网络中所有边的方式进行数据录入，基本格式如下所示：*Vertices N*Edgeslist[i j c]*Matrix3.2.2)利用pajek读取公交网络系统的net文件，利用L空间方法生成公交站点网络的复杂网络图；以公交站点作为复杂网络中的节点；连边的权值3.2.3)根据复杂网络中各个节点间的连接关系，构建城市公交网络的L空间邻接矩阵；邻接矩阵中的元素aij为0或者1；1代表相应的行数与列数的站点间有公交线路；0代表相应的行数与列数的站点间没有公交线路；3.2.4)利用Floyd算法计算最省时间的公交乘车方案；具体步骤如下：a)设dis(i,j)为公交站点i到公交站点j的最少换乘次数；b)对于每一个公交站点k，检查dis(i,k)+dis(k,j)<dis(i,j)是否成立，如果成立，则判定从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短，设置dis(i,j)＝dis(i,k)+dis(k,j)；其中，k≠i，j；c)重复步骤b)，直至遍历所有公交站点k，dis(i,j)即公交站点i到公交站点j的最少换乘次数；dis(i,j)=Σl=ijWl+n×T]]>其中，为公交站点i与公交站点j之间所有边的权值之和，n为转车次数，T为每次换乘时的平均等待时间，T为经验值。