多模式公交出行路径寻优方法技术

多模式公交出行路径寻优方法属于公交出行信息发布领域，专用于公交出行时的最优路线查询。本发明专利技术是以公交出行链各环节为边，通过构建包含不同公交模式如地铁、轻轨、公交专用道、地面公交的多层次网络邻接关系，并对各边进行平均出行时间及时间可靠度的双重赋权，建立考虑换乘的多模式公交线网；在没有实时信息条件下，以通行时间较短、延误风险较小为路径寻优的双重目标，通过在路径寻优过程中对延误高发线路及换乘点进行启发式规避，实现在出行时间许可范围内有效减少延误风险的可靠路径的快速搜索。在此方法基础上，以触摸屏信息系统或互联网为平台，搭建多模式公交路径查询系统并进行路径及换乘信息的查询及发布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于公交出行信息发布领域，专用于公交出行时的最优路线査询。
技术介绍
智能信息发布系统作为智能交通系统ITS的应用之一，给出行者提供了 更好的出行信息服务，因此近年来得到了广泛的应用。最佳路线优选是其中一个重要的关键技术，但目前主要存在以下问题1) 为提高搜索效率，以往有些公交路径搜索主要通过站点名称匹配的 方法寻找路径，难以处理一站多名的情况。且因未考虑行驶及换乘时间， 难以给出合理路径及出行时间信息。2) 目前大城市的公交网络是含有不同公交模式如地铁、轻轨、公交专用道、地面公交等多层次网络，公交出行过程包括候车、上车、乘车车 辆行驶及换乘多个环节，不同模式的车辆行驶速度及换乘时间差异很 大，而以往考虑线路行驶时间的公交路径搜索较少考虑换乘时间，难以 应用于大规模多模式公交网络进行合理路线搜索。3) 因实时信息不完备，目前，大多数的考虑线路行驶时间的路径优化 方法是基于静态信息计算的。但事实上，在阻塞常发的城市路网中，因 与社会车辆共享路权，且受自行车、行人干扰，地面公交线路的行程时 间具有很大的不确定性，由此造成了到站时间及车内旅行时间的不确定 性，而由于大城市许多出行者的公交出行包括多个过程，当过程之间的 连接如换乘等出现问题时，出行时间不确定性的问题更为突出。因此， 基于静态分析的路径选择与实际的动态最佳路径常有较大偏离
技术实现思路
本专利技术根据大规模多层次公交线网存在的换乘延误以及行驶时间及 换乘时间的随机性，提供一种可用于触摸屏或互联网的公交出行路径寻优 方法，向用户提供高效准确的出行路径及换乘信息。本专利技术所提出的方法的思路是以公交出行链各环节为边，通过构建包 含不同公交模式如地铁、轻轨、公交专用道、地面公交的多层次网络邻接 关系，并对各边进行平均出行时间及时间可靠度的双重赋权，建立考虑换乘的多模式公交线网；在没有实时信息条件下，以通行时间较短、延误风 险较小为路径寻优的双重目标，通过在路径寻优过程中对延误高发线路及 换乘点进行启发式规避，实现在出行时间许可范围内有效减少延误风险的 可靠路径的快速搜索。在此方法基础上，以触摸屏信息系统或互联网为平 台，搭建多模式公交路径查询系统并进行路径及换乘信息的查询及发布。本专利技术的，是以触摸屏信息系统或互联 网为平台，采用以下步骤完成多模式公交出行最佳路径的查询及发布步骤1:构建多模式公交线网并建立多模式公交线网邻接关系；即将公交线网抽象为公交网络，公交网络中含有不同公交模式，如地 铁、快速公交、普通公交、公交专用道、普通地面公交等公交模式；之后进行初始化设定，将初始的各模式公交线网信息存入数据库中， 再根据可接受步行距离的限制条件生成多模式公交线网拓扑所述的公交网络由节点及边构成，节点及边统称为公交网络的单元； 其中所有的公交站点构成公交网络中的节点单元，在路径搜索中，出行者 的出发地及目的地可构成公交网络的虚拟节点，称为起始节点及目的地节 点，简称起点及终点；从出行者的角度出发，以公交出行链各环节，如候 车、乘车车辆行驶及换乘环节作为公交网络边单元节点间的连线构成公交 网络的边单元，边单元中包括线路边、换乘边、及接驳边三类，具体定义线路边同一线路同向相邻节点、即站点间的连线，此边对应于乘车 环节；换乘边在300-500米换乘范围内的不同线路节点间的连线，此边对 应于换乘步行及候车环节，为虚拟边；接驳边从起点到500米线路覆盖范围内的连线，此边对应于步行接 驳及候车环节，也为虚拟边；所述的公交网络节点邻接关系采用以下关系式建立—7 /与y在同一线路上，_/为/的下游相邻节点_ 7 /与y不在同一线路上，但/与/相距M0米 5M米内 —)7 /为起点或终点，/与y相距M0米~ 5卯米内0 否则该关系式是根据以上节点与边的定义生成多模式公交线网拓扑 图后，以 表示公交网络中任意节点i与j的邻接关系，当i与j在多模 式网络中邻接时，""取值为l，否则取值为O，按该关系式原则判断网络中 所有i与j是否邻接，并根据判断结果建立公交网络节点邻接关系；步骤2:标定公交网络边单元的双参数在本专利技术的多层次公交路径査询系统中，公交网络正常条件，即无事 故或异常天气下各边的平均出行消耗时间参数(简称时间参数)和可靠度 参数作为边单元属性文件，存在中心控制计算机的数据库里，并以一定时 间为周期加以更新，以下为属性文件参数标定及建立方法的详细说明1、边单元的双参数设定在拥挤的城市路网，不同的时段拥挤程度及公交的发车频率不同， 从而公交行驶时间、等候时间与一天的不同时段有很大关系。鉴于目前 实时信息获取还有很大难度，根据城市交通时间分布特性，可将一天划 分为早平峰、早高峰、中午平峰、晚高峰、夜平峰五个典型时段，并假设同一时段内的拥挤程度及公交的发车频率近似相同；而上述行驶时 间、换乘时间、等候时间可用典型时段的历史数据取均值来标定；本方法将公交网络在无事故或异常天气的正常条件下，各边的平均 出行消耗时间参数，简称时间参数和可靠度参数作为边单元属性文件进 行设定，(1) 边单元的时间参数标定，是将公交网络的边单元的出行消耗时间 参数，即时间权重进行如下规定线路边的时间权重为该边两端站点间的公交行驶时间；换乘边的时间权重为该边两端站点间的换乘时间，包括换乘步行时 间及等候时间。等候时间可取所衔接的线路的发车间隔的一半近似作为 候车时间，行走时间可由换乘距离除以平均步行速度确定；接驳边的时间权重为起点所衔接的站点、对应的线路的发车频率间 隔的一半，加上起点到所衔接的站点的距离，除以平均步行速度；(2) 边单元可靠度参数标定，是将公交网络的边的可靠度参数定义为 一个0到1之间的数，该数表征了公交出行各环节延误在给定范围的概 率，稳定性越好，可靠度参数越大；根据公交出行的特点，对公交网络的边单元的可靠度参数取值进行如 下分类规定线路边的可靠度参数时间，为该边两端站点间的公交行驶时间可 靠度，将其定义为行驶延误时间在典型时段、即早平峰、早高峰、中午 平峰、晚高峰、夜平峰给定范围内的概率，给定范围时间设定为5~10 分钟内。这可基于历史数据，根据线路对应交通模式、所经道路拥挤或 隔离程度等进行分类标定。换乘边及接驳边的可靠度参数标定可由其中等候时间可靠度标定， 本专利技术将其定义为等候时间在典型时段、即早平峰、早高峰、中午平峰、晚高峰、夜平峰给定范围内的概率，给定范围时间设定为5 10分钟内。本专利技术中将可靠度低于或等于给定阈值取0.4~0.6的单元称为高风 险单元。具体描述为本专利技术是按线路对应交通模式、所经道路拥挤或隔离 程度等进行分类标定。 一般线路边时间可靠度的按从大到小的顺序排列 为地铁〉轻轨〉BRT (快速公交) >公交专用道>常规地面公交。换乘边及 接驳边的可靠度定义为换乘或接驳时间在给定范围内的概率。其标定可 根据换乘边所衔接的线路的发车间隔及道路拥挤状况而分类标定。 一般 来讲，发车间隔越小，线路所经道路越畅通，等候时间可靠度越大。本专利技术中将可靠度低于给定阈值的单元称为高风险单元。 2、将设定好的边单元文件的公交网络各边时间和可靠性参数、及边单 元中的高风险单元一并存放于中心控制计算机的数据库中，并以一定时 间为周期加以更新；步骤3:进行用户査询信本文档来自技高网...

【技术保护点】
多模式公交出行路径寻优方法，其特征在于：该方法是以触摸屏信息系统或互联网为平台，采用以下步骤完成多模式公交出行最佳路径的查询及发布：　　　　步骤１：构建多模式公交线网并建立多模式公交线网邻接关系　　　　即将公交线网抽象为公交网络，公交网络中含有不同公交模式，如地铁、快速公交、普通公交、公交专用道、普通地面公交等公交模式；　　　　之后进行初始化设定，将初始的各模式公交线网信息存入数据库中，再根据可接受步行距离的限制条件生成多模式公交线网拓扑图；　　　　所述的公交网络由节点及边构成，节点及边统称为公交网络的单元；其中所有的公交站点构成公交网络中的节点单元，在路径搜索中，出行者的出发地及目的地可构成公交网络的虚拟节点，称为起始节点及目的地节点，简称起点及终点；从出行者的角度出发，以公交出行链各环节，如候车、乘车车辆行驶及换乘环节作为公交网络边单元节点间的连线构成公交网络的边单元，边单元中包括线路边、换乘边、及接驳边三类，具体定义为：　　　　线路边：同一线路同向相邻节点、即站点间的连线，此边对应于乘车环节；　　　　换乘边：在３００－５００米换乘范围内的不同线路节点间的连线，此边对应于换乘步行及候车环节，为虚拟边；　　　　接驳边：从起点到５００米线路覆盖范围内的连线，此边对应于步行接驳及候车环节，也为虚拟边；　　　　所述的公交网络节点邻接关系采用以下关系式建立：　　　　＊＊＊　　　　该关系式是根据以上节点与边的定义生成多模式公交线网拓扑图后，以ａ↓［ｉｊ］表示公交网络中任意节点ｉ与ｊ的邻接关系，当ｉ与ｊ在多模式网络中邻接时，ａ↓［ｉｊ］取值为１，否则取值为０，按该关系式原则判断网络中所有ｉ与ｊ是否邻接，并根据判断结果从而建立公交网络节点邻接关系；　　　　步骤２：标定公交网络边单元的双参数　　　　１、边单元的双参数设定：　　　　根据城市交通时间分布特性，可将一天划分为早平峰、早高峰、中午平峰、晚高峰、夜平峰五个典型时段，并假设同一时段内的拥挤程度及公交的发车频率近似相同；而上述行驶时间、换乘时间、等候时间可用典型时段的历史数据取均值来标定；　　　　本方法将公交网络在无事故或异常天气的正常条件下，各边的平均出行消耗时间参数，简称时间参数和可靠度参数作为边单元属性文件进行设定，　　　　（１）所述的边单元的时间参数标定是将公交网络的边单元的的出行消耗时间参数，即时间权重进行如下规定：　　　　线路边的时间权重为该边两端站点间的公交...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳艳，王东柱，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]