[发明专利]一种基于自适应骨干网的快速公交选线算法

说明书

一、技术领域

为群众出行提供准确、及时、优化的公交线路信息服务是方便群众生活、提高公交线网的运行效率、提升城市形象的一项重要举措。要提供这种服务就必须设计合理的公交线路选择算法。公交线路是固定的，而人们要考虑的因素较多且各有偏重，比如最小换乘次数、距离、费用、时间等。鉴于此，该选择算法综合考虑各种因素，根据查询者的要求设计一套合理的出行计划，并提供各种因素下的最优方案以供选择。

二、背景技术

文献[1]论证指出：乘客对公交线路的选择受多种因素影响，其中“换乘次数”是影响的首要因素。文献[1]给出，1999年在南京市的8个主要公交站点进行了的一次《公交乘客出行心理》问卷调查(收回有效问卷440份)，结果显示，41.16％的乘客在选择公交线路时首选考虑的是换乘最少，其次是路程最短。在鞍山、无锡进行的调查也得到类似的结果。文献[2]分析指出，乘客在选择公交线路时不太注意费用问题和时间问题，因此可以认为，“换乘次数最少”是首选目标，“路程最短”、“费用最少”和“时间最短”三个影响因素的重要性依次下降。

目前国内使用的公交线路选择算法多数是Dijkstra算法和Floyd算法。Dijkstra算法是网络图中单源最短路径求解算法，Floyd算法是多源最短路径算法，实现任意两站点的公交线路选择需要的时间复杂度分别为O(|V|²)、O(|V|³)，而且并不能满足“换乘次数最少”的首选目标，难以满足查询者的实际需求。同时，当站点数量很多，成千上万时，过高的时间复杂度也让查询时间与查询者希望的实时查询相差甚远。为了实现“换乘次数最少”的目标，目前还有使用改进的Dijkstra算法和Floyd算法，但只能支持一次换乘，若一次换成无法到达则查询失败。

三、发明内容

3.1名词解释：

(1)公交线路网络：城市的公交线路可以抽象成网络图——公交站点抽象成图中的结点，任意两个公交站点之间的各条公交线路抽象成这两个结点之间的有向边，记为G＝(V，E)，其中V是所有公变站点的集合，E是任意两个公交站点之间叫的有向公交线路的集合，L是所有公交线路的集合。

本说明书中的公交线路网络以北京市主城区的公交线路网络为例。

北京市主城区共计设有公交站点3957个(编号从0001至3957)、公交线路520条(编号从001至520)，设v_i表示编号为i的公交站点，l_j表示编号为j的公交线路，则v＝{v₁，v₂，…，v₃₉₅₇}，L＝{l₁，l₂，…，l₅₂₀)。若站点v_i和站点v_j(i，j∈[1,3957])位于公交线路l_k(k∈[1,520])的上行线(或下行线)上，且v_i的下一站点即为v_j，则有向边(i，j)是图G的一条边。每条公交线路必然经过若干公交站点，每个公交站点必然在至少一条公交线路上，设经过站点v_i的所有公交线路的集合为L(v_i)，经过站点v_i的所有公交线路上的站点的集合为V(L(v_i))。