基于公交網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)路徑算法研究與實(shí)現(xiàn)

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1、摘要城市公共交通是整個(gè)城市交通系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它的發(fā)展水平是衡量城市現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志，同時(shí)也是解決大中城市交通擁擠問(wèn)題的最佳途徑。而基于公交網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)路徑選擇是城市公共交通中的一個(gè)重要子系統(tǒng)，是公共交通優(yōu)先的保證，它對(duì)城市結(jié)構(gòu)的完善、土地使用的合理化有著重要的意義。本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外城市基于公交網(wǎng)絡(luò)模型的最優(yōu)路徑算法的研究和實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)，在此基礎(chǔ)上分析了城市公交系統(tǒng)高效運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)條件和影響因素。接著介紹公交網(wǎng)絡(luò)的圖的存儲(chǔ)表示，并在分析公交網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上將其抽象成具有拓?fù)湫再|(zhì)的網(wǎng)絡(luò)圖。然后提出了用“平均換乘次數(shù)"來(lái)對(duì)公交網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并給出了基于

2、N次換乘矩陣和基于A木算法的平均換乘次數(shù)計(jì)算方法。如果在乘客的步行距離范圍內(nèi)，他們可能步行以減少公交換乘的次數(shù)，本文據(jù)此給出了一種考慮步行換乘的平均換乘次數(shù)計(jì)算方法，并且通過(guò)一個(gè)實(shí)例分析驗(yàn)證了該算法的有效性。對(duì)于公交網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)路徑選擇問(wèn)題，本文給出了兩種算法：一種是基于網(wǎng)絡(luò)變換的最短路徑算法，公交網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)變換，有換乘的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題變換為沒(méi)有換乘的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，避免了計(jì)算直達(dá)矩陣與最小換乘矩陣；一種是基于前N條最短路徑的以換乘次數(shù)最小為第一目標(biāo)、出行距離最短為第二目標(biāo)的路徑選擇模型，并考慮乘客在步行距離范圍內(nèi)步行以減少公交換乘次數(shù)的實(shí)際情況，給出了一個(gè)考慮步行換乘的雙目標(biāo)公交路徑

3、選擇算法。本文以長(zhǎng)沙派諾電子科技有限公司提供的長(zhǎng)春市城市空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，完成了長(zhǎng)春市公交信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)的主要功能公交網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)路徑查詢，用戶通過(guò)鍵盤(pán)輸入起終點(diǎn)或圖上點(diǎn)擊選擇起終點(diǎn)，然后系統(tǒng)就可以列出所有的以換乘次數(shù)最少為第一目標(biāo)、出行路徑最短為第二目標(biāo)的出行方案。另外，系統(tǒng)還有信息查詢功能即公交站點(diǎn)查詢、公交線路查詢、地名查詢及公共場(chǎng)所查詢等，并可進(jìn)行精確查詢和模糊查詢。最后，對(duì)本文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)進(jìn)一步的研究提出了一些建議和展望。關(guān)鍵詞：公交網(wǎng)絡(luò)，平均換乘次數(shù)，公交換乘，最優(yōu)路徑，MapXABSTRACTUrbanpublictransportationi

4、sanimportantpartofthewholeurbantransportationsystem，itsdevelopmentlevelisnotonlyasignificantsymboloftheurbanmodernization，butalsoanoptimalapproachofsolvingurbancrowdedtrafficproblem．Thepublictrafficnetworkmodelandthealgorithmofitsoptimumroutechoiceisanimportantsubsystemofurbantransportati

5、onsystemandtheguaranteeofthecitytransportpriority,whichissignificantfortheperfectionofthecitystructureandrationalizationoflanduse．Thispaperfirstlysummarizestheresearchesandpracticesonthepublictrafficnetworkmodelandthealgorithmofitsoptimumroutechoiceofforeignandurbancities，analysesthemeani

6、ngsofitandtherealizationconditionsandinfluencefactorsforeffectivenmning．Andthenitintroducesthechartstorageexpressionofthepublictrafficnetwork，whichisabstractedtoanetworkwiththetopologypropertyonthebasisofanalyzingthemodel．Afterwards，itbringsforwardthattheaccessibilityoftheurbanpublictraff

7、icnetworkCanbeevaluatedbyaveragetransfertimes(ATr)，andpresentstwoalgorithms：oneisbasedontheNthtransfermatrix，theotherisbasedonA木algorithm．Accordingtothefactthatpassengers。wouldliketowalktoreducetransfertimesusuallywithintheirwalkingdistance，anewalgorithmispresentedt