[发明专利]多模式公交出行路径寻优方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明的多模式公交出行路径寻优方法，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

在本发明的多层次公交路径查询系统中，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：