【技术实现步骤摘要】
一种多模式公交出行路径规划方法
[0001]本专利技术涉及一种多模式公交出行路径规划方法，属于公共交通出行路径规划
技术介绍
[0002]随着我国大中型城市的土地开发强度以及人口密度的日益增高，以私人交通为主导的交通模式所带来的交通拥堵以及环境污染问题已无法支撑城市未来的健康可持续发展。降低小汽车使用强度，引导公众出行选择集约化运输方式是我国当前推进绿色出行发展的首要任务。
[0003]在此背景下，如何打造多模式的公交出行系统，构建相互配合、分工合理的公共交通网络，保证各类公共出行方式之间的快速换乘、无缝衔接对于提升公共交通系统的整体服务水平以及公交分担率至关重要。
[0004]在多模式公交系统中，地铁具有速度快、运量大、准点率高等特性，可以作为城市公共交通的骨架网络服务于居民中长线路的出行；常规公交具有覆盖面广、通达性高、出行成本低等特点，可以作为城市公共交通的主干网络服务于居民的中短距离出行；两者在运行模式上都采用定点定线的服务模式，功能上相辅相成，在实际运营中占据了公共交通出行的绝大部分比例。因此，对这两种出行模式下的复合网络构建以及出行路径组合规划对实际出行者而言具有十分重要的实际应用价值。
[0005]现有的多模式公交出行路径规划方法主要存在两点问题：一是在多模式复合网络构建的过程中往往做出的较多不符合实际的假设，包括：（1）不考虑复合网络上下行线路的差异将网络抽象为无向网络；（2）不考虑各线路在实际运行过程中运行速度的时变特性而将网络中边的权重设为恒定值；（3）不考虑实际...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多模式公交出行路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获取公交和地铁站点及线路数据，考虑公交、地铁线路上下行线路的差异性，分别构建公交及地铁的无权有向网络；步骤2：运用空间连接方法以及智能地图API搜索地铁站点一定范围内的公交站点，基于实际路网条件下的步行距离，筛选地铁站点一定范围内的公交站点，建立地铁
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公交复合无权有向网络；步骤3：基于公交、地铁历史进出站数据，考虑各线路在各时段运行速度的时变特性，提取公交、地铁站段间的不同时间区间的平均行驶时间，作为地铁
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公交复合无权有向网络中站段边的行驶时间权重；步骤4：基于公交、地铁各时段的历史发车间隔数据，考虑各线路在各时段发车间隔的时变特性，计算各线路之间的平均换乘时间，作为地铁
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公交复合无权有向网络相同交通方式换乘边的换乘时间权重；步骤5：基于公交、地铁各时段的历史发车间隔数据以及公交与地铁站点之间的步行距离，计算公交、地铁站点之间的平均换乘时间，作为地铁
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公交复合无权有向网络中不同交通方式间换乘边的换乘时间的权重；步骤6：为地铁
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公交复合无权有向网络中各连边赋值，建立地铁
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公交复合加权有向网络；步骤7：基于所构建的地铁
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公交复合加权有向网络，以乘客的出行时间、出发站点、目的地站点作为输入，综合考虑乘客在出行时间、换乘次数、步行时间以及出行费用方面的偏好，建立出行路径规划模型；步骤8：采用改进的Dijkstra算法求解出行路径规划模型，输出多模式公交出行路径。2.根据权利要求1所述的一种多模式公交出行路径规划方法，其特征在于：所述的步骤1中建立的公交以及地铁的无权有向网络可表示为以及 ；表示公交无权有向网络；表示所有公交站集合，其中对于同一线路上下行具有相同名称的站点视为同一站点，对于不同线路具有相同名称的站点视为不同站点；表示所有公交线路的站段边集合；表示公交线路的换乘边集合；表示地铁无权有向网络，表示所有地铁站集合，表示所有地铁线路的站段边集合；表示所有地铁线路的换乘边集合。3.根据权利要求2所述的一种多模式公交出行路径规划方法，其特征在于：所述步骤2搜索地铁站点一定范围内的公交站点，具体方法为：步骤2.1：将包含经纬度信息以及所属线路信息的地铁站点和公交站点数据集导入到python中，文件格式为GeoDataFrame；步骤2.2：对两个数据集的坐标系进行转换，由原先由经纬度坐标表示的WGS84坐标系转化为墨卡托坐标系；步骤2.3：以地铁站点为圆心建立半径为r的缓冲区，采用空间连接的方法识别地铁站
点缓冲区范围内的公交站点，建立地铁站点与缓冲区范围内公交站点集合的空间映射关系；步骤2.4：对两个数据集的坐标系进行转换，由墨卡托坐标系示转化为智能地图坐标系；步骤2.5：调用智能地图API计算与中每一个公交站点的实际步行距离，若智能地图API计算的站点间步行距离大于半径r，则将相应的公交站点剔除集合；最后仅保留实际站点间步行距离小于r的空间映射关系；从实际站点间步行距离小于r的空间映射关系中获得地铁站点与公交站点的换乘边集合。4.根据权利要求3所述的一种多模式公交出行路径规划方法，其特征在于：所述步骤2的地铁
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公交复合无权有向网络可表示为，其中，表示地铁
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公交复合无权有向网络，表示地铁站点与公交站点的换乘边集合。5.根据权利要求1所述的一种多模式公交出行路径规划方法，其特征在于：所述步骤3中公交及地铁站段间的不同时间区间的平均行驶时间提取方法表示为：对于公交网络，获取各线路历史进出站数据，该数据包含公交车辆在线路上到达每一站点的时间；按线路提取公交车辆在线路上到达每一站点的到站时间，计算各站点间的行程时间；建立与公交线路的站段边集合一一对应的平均行程时间数据集合；用于表征公交网络中各站段之间的时间权重，包含每个时间区间的站点行程时间的平均值, t为划分时间区间的标号；对地铁网络执行同样的操作，得到与地铁线路站段边集合所对应的各时段的平均行程时间数据集合；用于表征地铁网络中各站段之间的时间权重，包含每个时间区间的站点行程时间的平均值。6.根据权利要求1所述的一种多模式公交出行路径规划方法，其特征在于：所述步骤4计算相同交通方式换乘边的换乘时间的计算方式表示为：对于公交网络，获取各线路的历史发车时间数据，针对公交网络中的换乘边集合，构建对应的平均换乘时间权重集合；用于表征公交网络中具有相同站名的不同线路之间的换乘时间权重；包含每个时间区间的站点换乘时间的平均值，t为划分时间区间的标号；针对t时间区间内任意一条边的平均换乘时间数据，表示换乘前的站点，表示换乘后的站点，计...
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