一种公交线路换乘方法技术

本发明专利技术提出了一种公交线路换乘方法。站站之间以“换乘次数最少为首要条件，站数最少为次要条件”的最优乘车路线方法。该方法首先把站点视为“节点”，把线路视为“边”，若两站点中有共同线路就相连，构造连通有向图，然后利用图论理论对网络换乘进行分析，建立换乘矩阵；然后根据换乘矩阵计算得到相同换乘次数下经过站点的数目。通过实验分析，本发明专利技术运行时间较短，占用存储空间较少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涉及交通信息领域，主要应用于在公众出行信息服务平台中传递公交 线路换乘确定方法。
技术介绍
公共交通在现代都市中起着越来越重要的作用，是人们出行的首要选择。但随着 城市化进程的加快，公交半径进一步扩大，换乘成为公众乘车首要考虑的因素。因此有必要 建立一个快捷的公交线路换乘方案。 目前，公交查询系统主要采用Dijkstra的方法，从平面上利用距离来减少搜索区 域提高效率，但是在计算距离过程中，增加了计算开销。另外，Dijkstra方法的前提是乘客 在任何公交站台都考虑转车，实际上这样的乘车方案没有任何意义。本专利技术从分析公共交 通网络特性着手，建立了站点的公交网络通达矩阵，并在其基础上设计了更加合理的换乘 路线方法：换乘次数最少为首要条件，站数最少为次要条件。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种能够提高公交换乘效率的方 法。站站之间以"换乘次数最少为首要条件，站数最少为次要条件"的最优乘车路线方法。 该方法首先求出站站之间的换乘矩阵，然后根据换乘矩阵计算得到经过站点的数目。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案方向如下： 1)从站点入手，构造连通有向图，即把公交线路视为"边"，若两公交站点中有共同 线路就相连。从中选取与换乘次数、站点个数相关的最优乘车出行方案； 2)在保证换乘次数相同的前提下经过的站点最少。 具体讲，本专利技术采用的技术方案是： 第一步、建立换乘矩阵得到最少换乘次数 把站点视为"节点"，把线路视为"边"，若两站点中有共同线路就相连，构造连通有 向图，记为G(V，E)，式中V、E分别是G的节点集合和边集合。然后利用图论理论对网络换 乘进行分析，建立换乘矩阵H= (hmn)，式中的m、n属于V，hmn为从节点m到节点η的最少换 乘次数。 对图1建立初始换乘矩阵。如果任意两个站点m、η之间可以直达，则hm= 1，否 则1= 0。这样就可获得初始换乘矩阵Η。(6X6)。如图2所示。 假设公交网络有q个站点。结合公交网络有向图的实际，可得换乘矩阵（qXq)的 方法如下： ①初始换乘矩阵H。:首先输入所有站点，如果任意两个站点m、η之间可以直达，则 11|"1=1，否则11|1111=0(111、11 = 1，2，"*，9)。这样就可获得初始换乘矩阵!1。。 ②一次换乘矩阵Η1:初始换乘矩阵Η。中若hmn= 1则保持不变。对于Η。中的任一hmn= 〇,如果存在一个k(k= 1，2，"^q)，使得hmk= 1且hkn= 1，则hmn= 2 ;否则保持不 变。对Η。中的所有hji行上述运算，就可得到一次换乘矩阵Hi。如果Hi中所有h^gO， 则停止，否则继续下一步； ③二次换乘矩阵H2:-次换乘矩阵I中的hm若1彡hm彡2则保持不变。对于I 中的任一hmn= 0,如果存在一个k，使得hmk= 2且hkn= 1，则hmn= 3 ;否则保持不变。对 氏中的所有的hJi行上述运算，就可得到二次换乘矩阵Η2。如果H2中所有h""辛0或者Η2 =氏，则停止，否则继续下一步； ④η次换乘矩阵Ηη:假设已得到η-1次换乘矩阵Hni，Hni中的h""若1 <h""彡η-1 则保持不变。如果Hni中的任一hmn= 0,如果存在一个k，使得hmn=η且hkn= 1，则hmn = n+1 ;否则hm= 0保持不变。对Ηn中的所有的hJi行上述运算，就可得到η次换乘矩阵 Ηη。如果Ηη中所有0或者Ηη=Ηη1，则停止，否则继续下一步。 为了便于对换乘次数理解，需要特别说明的是：0表示所对应的两站点不能连通， 非0元素减1表示两站点间实际的换乘次数。 图3为根据方法得到的最终换乘矩阵。也就是说图1代表的公交网络经过三次矩 阵运算就可以得到最终的换乘矩阵。在解决了换乘次数问题之后，下面的方法就是解决在 换乘次数相等的条件下站点数目的问题。 第二步、换乘次数相等条件下站点数目最少方法 对图3而_ 对任意两个站点m与n，分别选出所有经过站点m及站点η的线路，其中经过站点 m的所有线路集合记为Lm，经过站点η的所有线路集合记为Ln。 (1)直达车方法 若hmn= 1，此时表示从m到η有直达车。对任意LLm门Ln，若此时m，η在这 条线路中的位置分别为Uin，则经过的站点为Cnni= |in-i"J。这样的L1有r条，则统计r 个Cnni。 (2) -次换乘方法 若1= 2,此时必须转一次车才可以到达终点。对任意的ke{1，2，…， q}Λ(k辛m)Λ(k辛η)，若存在这样的k，使得hmk= 1且hkn= 1，那么找出同时经过站点 m、k的线路集合Lmk (rl条），同时经过站点k、n的线路集合Lkn (r2条）。按照直达车方法分 别算出A条站点m、k间的站数Ckm，:r2条站点k、η间的站数Cnk。 m、η间总站数Cnni=Cnk+Ckni，统计Cnni的值（最多个数为riXr2)。 (3)η(η彡2)次换乘方法 若hmn=η+1，此时必须转η次车才可以到达终点。对任意的ke{1，2，…， q}Λ(k乒m)Λ(k乒η)，若存在这样的k，使得hmk=η且hkn= 1(hmk= 1且hkn=η类 似），那么找出同时经过站点m、k的线路集合Ι^(γ1条），同时经过站点k、n的线路集合 Lkn (r2条）。按照η-1次换乘方法算出条站点m、k间的站数Ckm，按照直达车方法算出r2 条站点k、n间的站数Cnk。 m、n间总站数Cnm=Cnk+Ckm，统计Cnm的值（最多个数为riXr2)。同法可以算出hmk =1且hkn=η时m、η间总站数Cnm，统计若干个Cnm的值。 在换乘次数相同的前提下，求出集合Cnni中最小的N个，则这N个结果对应的N种 线路组合便是站数较短的线路。【附图说明】 图1是本专利技术第一步中一个简单的公交网络图； 图2是本专利技术第一步中初始换乘矩阵图； 图3是本专利技术第一步中三次换乘矩阵图； 图4是本专利技术效果分析中三种公交方法的路径搜索运行时间图； 图5是本专利技术效果分析中两种公交网络模型占用存储空间图。【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做进一步的描述，并非对其保护范围的限 制。 第二步、换乘次数相等条件下站点数目最少方法 对任意两个站点X与y，分别选出所有经过站点X及站点y的线路，其中经过站点 X的所有线路集合记为Mx，经过站点y的所有线路集合记为My。 1直达车方法 若MxnMy乒Φ，则此时表示从X到y的直达车。对任意LieMxnMy，若 1.LieMo(Mo表示单行线的集合），此时x，y在这条线路中的位置分别为ix，iy。 有以下两种情况： (1)当ix>iy时，则说明此线路虽然直接连接了X与y，但运行方向是反向，此条 线路行不通； (2)当ix<iy时，则计算ci=iy-ix。 2.LieMd(Md表示双行线的集合），则计算ci=Iiy-ixI。 3.LieMs(Ms表示环形线的集合），则存在如下两种情况： (1)当ix>iy时，则计算ci=当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种公交线路换乘方法，其特征在于求出站站之间的换乘矩阵，然后根据换乘矩阵计算得到经过站点的数目，该方法的步骤包括：第一步、建立换乘矩阵得到最少换乘次数把站点视为“节点”，把线路视为“边”，若两站点中有共同线路就相连，构造连通有向图，然后利用图论理论对网络换乘进行分析，建立换乘矩阵，矩阵中的点为从站点到站点的最少换乘次数；第二步、换乘次数相等条件下站点数目最少方法(1)直达车方法两个站在同一条线路上，统计两者的间隔站数；(2)一次换乘方法有一个中间站与给出的起点、终点分别在不同的线路上，按照直达车方法分别统计中间站与起点、中间站与终点的站数，并求出两者的和，最小值为最佳一次换乘方法；(3)n(n≥2)次换乘方法n次换乘方法可按一次换乘和n‑1次换乘递归进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42