网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法、计算机设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，包括步骤：S1：基于图论建立线网静态模型并存储车站基本信息；S2：接收OD信息进行动态行程可达性计算；S3：通过跨终端平台向外提供行程可达性查询并展示；本方案通过图论建立城市轨道交通车站站点简化模型，以Dijkstra算法寻找任意OD间的最短路径，并根据深度优先搜索算法搜索线网中存在的有效路径集，同时实现与列车运行图相关联的地铁行程计算，并完成电脑端及企业微信端行程计算查询程序的开发，可方便乘客对行程进行估计，提高通行效率。

Travel accessibility calculation and display method, computer equipment and storage medium based on graph theory under network operation condition

【技术实现步骤摘要】
网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法、计算机设备及存储介质
本专利技术涉及网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法、计算机设备及存储介质。
技术介绍
线网规模日趋庞大，目前我国地铁已经进入网络化运营阶段。与运行图相结合精细化计算行程的可达情况，为乘客做好出行引导是提升网络化运营服务水平的有效手段。而随着线网的不断发展，地铁运营里程不断攀升，至2020年年底，成都地铁将建成515公里线网，车站数量将突破300座，运营规模跨入国内第一方阵。和全国绝大多数地铁一样，成都地铁同样缺少一个完善的体系来诱导乘客晚间出行。运营相关部门向公众告知末班车的运行方式，一般是通过广播或在车站出入口张贴本站首末班车时刻表的方式。随着路网规模的扩大，两站之间的可选换乘路径增多，乘客的平均换乘次数也逐渐增多，理论上有效的出行路径随之增多。由于各线路的运营长度不同，虽然车站提前通过站内广播等方式告知了乘客换乘线路末班车的开行情况，但当行程换乘次数超过2次以后，乘客很难在出行前就得知是否可以在途径的各个换乘站实现换乘。同时在低峰期，一些理论上的最短行程不一定就是最快到达的方案，随着客运服务质量要求的不断提高，车站末班车服务压力也日趋增大，传统的方式已经无法应对。基于上述几个方面的情况，为乘客提供准确可靠的出行诱导信息势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提出网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法。本方案基于图论的相关理论，在此基础上建立了线网站点简化模型，以Dijkstra算法和深度优先搜索算法求解OD可行路径，并通过分段求解的方式计算出了各可行方案的实际可达性情况，最后通过开源框架制作了多平台、终端的在线行程查询程序。网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，包括以下步骤：S1：基于图论建立线网静态模型并存储车站基本信息；S2：接收OD信息进行动态行程可达性计算；S3：通过跨终端平台向外提供行程可达性查询并展示。进一步的，以无向加权图G表示所述线网静态模型，并通过邻接表的方式实现线网的存储。进一步的，所述无向加权图G＝(V,E,D)，所述G表示地铁线网车站网络；所述V是图G中所有站点的集合，vi是图中的节点，V＝{vi|i＝1,2,3,...,n}；所述E是表示图G中所有边的集合，所述eij＝(vi,vj)，其中(vi,vj)为相邻的两个节点，对应真实线网中的两个相邻车站；所述D表示线网中权值的集合，其中，dij为边eij上的权值，即为车站vi与vj之间的距离。进一步的，所述邻接表以表头节点和边表节点对图G进行表示和存储。进一步的，所述车站基本信息存储于节点vi中，所述车站基本信息包括车站名、车站类型、所属线路以及在列车运行图中对应的名称。进一步的，所述表头结点存储起点站ID，所述边表节点包括有存储邻接车站ID、弧段所属线路ID以及邻接弧段权值的三个数据域。进一步的，所述步骤S2包括如下子步骤：S21：生成路网基础数据；S22：接收外部输入的起点站点编号和终点站点编号获取最短可行路径集；S23：对每一条可行路径进行动态行程可达性计算；S24：进行最优方案筛选和排序。进一步的，所述基础数据包括多条包含线网站点信息、站间走行时间以及运行图对照信息的基础信息，所述基础信息存储于数据库，并通过邻接矩阵表的方式导入线网静态模型中。进一步的，在图的邻接表表示方法中，一条基础信息包含起点站、目的地站、走行时间以及路径类型四个字段；其中，起点站和目的地站以车站AFC编号表示，走行时间为列车运行图两站间的开行时间，路径类型包括普通类型和换乘类型。进一步的，采用Dijkstra算法寻找任意OD间的最短路径，包括如下步骤：S221：为每个节点v设置两个标号：(l(v),p(v))；S222：基于深度优先搜索算法寻找最短路径；S223：基于K最短获取可行路径集。进一步的，第一标号l(v)表示从起点到节点v的最小费用，第二标号p(v)为紧前节点，表示在当前最短路径上节点v的前驱结点。进一步的，所述最短路径的搜索范围至多为5个车站。进一步的，所述步骤S23包括如下子步骤：S231：将一条完整的行程按照实际换乘情况切分为多个子路径；S232：分别对每一段子路径进行可达性计算。进一步的，所述行程包括子路径a,b,...,β，所述子路径β为该行程子路径的结束段，所述步骤S232中，包括：A、对子路径a进行求解，判断当前时间是否在当前站点的首末班车时间范围内，若是则根据列车时刻表计算当前符合乘车需求的最近一班车的到站时间，否则结束计算；B、根据子路径a的行程情况，获取从子路径a的起始站点到终止站点的列车时间；C、将到达时间与子路径a的终止站点的换乘时间相加，获得乘客走行到子路径b起始站点站台的时间，重复步骤A，将该时间与子路径b的首末班车时间做判断；D、重复上述步骤直至当前子路径为该行程的结束段；E、若从列车运行图中可获取到符合条件的车次，则返回该车到达终点站的时间，并结束后续计算，否则返回失败。进一步的，所述步骤S24为，重复步骤S23，依次对最短可行路径集中各方案进行计算，并基于最快到达完成对可行方案集的筛选和排序。进一步的，所述步骤S3将筛选结果通过微信小程序或PC网页端的在线查询程序向外提供行程可达性查询并进行展示。本专利技术的有益效果：本方案在网络化进程不断加快的背景下，在给乘客带来诸多方便的同时，针对目前城市轨道交通中存在的网络化运营情况下行程计算困难的问题，对乘客出行可达路径问题进行了深入的研究，实现了与列车运行图相关联的地铁行程计算，方便了乘客对行程的估计，提高通行效率。附图说明图1是本专利技术方法流程图；图2是本专利技术邻接表表示中两种节点结构图；图3是本专利技术车站邻接表设计示意图；图4是本专利技术行程计算流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示的网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，包括以下步骤：S1：基于图论建立线网静态模型并存储车站基本信息；S2：接收OD信息进行动态行程可达性计算；S3：通过跨终端平台向外提供行程可达性查询并展示。在线网静态模型建立之前，对有向图与无向图进行说明，一个图是由一个非空集合V，以及由V种元素的无序(或有序)点对组成的集合E(或A)所组成。V中元素的无序点对构成的集成称为边集合E，由点集合V和边集合E构成的无向图(简称图)即为E＝(V,E),一条连接点vi,vj(vi,vj∈V)的边eij，记为eij＝(vi,vj)或eij＝(vj,vi)。V中元素的有序点对构成的集成称本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：基于图论建立线网静态模型并存储车站基本信息；/nS2：接收OD信息进行动态行程可达性计算；/nS3：通过跨终端平台向外提供行程可达性查询并展示。/n

【技术特征摘要】
1.网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：基于图论建立线网静态模型并存储车站基本信息；
S2：接收OD信息进行动态行程可达性计算；
S3：通过跨终端平台向外提供行程可达性查询并展示。


2.根据权利要求1所述的网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，其特征在于，以无向加权图G表示所述线网静态模型，并通过邻接表的方式实现线网的存储；
所述无向加权图G＝(V,E,D)，所述G表示地铁线网车站网络；
所述V是图G中所有站点的集合，vi是图中的节点，V＝{vi|i＝1,2,3,...,n}；
所述E是表示图G中所有边的集合，
所述eij＝(vi,vj)，其中(vi,vj)为相邻的两个节点，对应真实线网中的两个相邻车站；
所述D表示线网中权值的集合，其中，dij为边eij上的权值，即为车站vi与vj之间的距离；
所述邻接表以表头节点和边表节点对图G进行表示和存储。


3.根据权利要求2所述的网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，其特征在于，所述车站基本信息存储于节点vi中，所述车站基本信息包括车站名、车站类型、所属线路以及在列车运行图中对应的名称；所述表头结点存储起点站ID，所述边表节点包括有存储邻接车站ID、弧段所属线路ID以及邻接弧段权值的三个数据域。


4.根据权利要求1所述的网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下子步骤：
S21：生成路网基础数据；所述基础数据包括多条包含线网站点信息、站间走行时间以及运行图对照信息的基础信息，所述基础信息存储于数据库，并通过邻接矩阵表的方式导入线网静态模型中；
S22：接收外部输入的起点站点编号和终点站点编号获取最短可行路径集；
S23：对每一条可行路径进行动态行程可达性计算；
S24：进行最优方案筛选和排序。


5.根据权利要求4所述的网络化运营条件下基于图论的行程可达性计算和展示方法，其特征在于，在图的邻接表表示方法中，一条基础信息包含起点站、目的地站、走行时间以及路径类型四个字段；其中，起点站和目的地站以车站AFC编号表示，走行时间为列车运行图两站间的开行时间，路径类型包括普通类型和换乘类型。

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【专利技术属性】
技术研发人员：邓波，刘杰，代平，杨峻峰，
申请(专利权)人：成都智元汇信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51