[发明专利]公共自行车用户最优路线搜索方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公共自行车用户最优路线搜索方法，属于智能交通领域。

背景技术

公共自行车系统承担着重要的城市短程交通任务，可以有效解决公共汽车交通的“最后一公里”难题，提升城市交通的整体服务水平。公共自行车系统自从在全国范围内推行以来，作为一种绿色交通方式,以其方便、快捷、低价的公共交通特征，节能、环保、健康的优点，越来越受到人们的青睐。在为广大市民和游客带来出行方便的同时，也存在着一些局限，如用户在陌生道路骑行时很难进行最优路线规划，不合理的路线选择造成用户时间延误，主要原因如下：

1)用户所选择的路线非最短距离路线。

2)用户所选择的路线交叉口过多，造成等待时间过长。

3)用户所选择路线的部分路段可能较拥堵，造成平均骑行速度下降，导致时耗的增加。

发明内容

为克服上述存在问题，本发明提出了一种公共自行车用户最优路线搜索方法。

针对上述不足，本发明提供了一种公共自行车用户最优路线搜索方法。本发明设计的路线搜索方法可以帮助用户预先给出起始租赁点和终点租赁点间的最优出行线路规划，使用户快速到达目的地租赁点。

本发明首先确定起始租赁点和终点租赁点间的合理路线选择范围。在确定好的合理范围内，生成可行路线选择集合。然后根据路线总长度，交叉路口延误时间，以及道路拥堵造成的时间延误这三个参数构造出行时耗目标函数，最终从可行路线选择集中搜索得到时耗最短的线路作为最优路线。方法具体步骤如下：

1.确定路线选择范围。

连接出行起始租赁点和终点租赁点，得到起止点的直线距离l，以l为弦，αl为弧长画弧(αl为用户所能忍受的最大绕行距离，α为大于1为系数，可由调查得到或专家给定)，以两条弧间的范围作为可行路线的生成范围，生成合理路线。

2.生成可行路线选择集。

在步骤1确定的合理范围内，生成出行起始租赁点到终点租赁点这两点间所有可达性路线的集合，记为S＝{S₁,S₂,…,S_i,…,S_n}。S₁,S₂,…,S_n分别代表不同的可从起点到达终点的路线。

3.生成目标函数。

对于公共自行车骑行路线的最优性，需考虑路线总长度，交叉路口延误时间，以及道路拥堵造成的时间延误。因此构造目标函数如下：

F(S_i)＝F_L(S_i)+F_T(S_i)+F_C(S_i)  (1)

F(S_i)表示公共自行车用户在第i路线S_i的时耗，当F(S_i)为最小时，S_i即为最优路线。

其中：

表示在理想情况下从起点到终点所需的时间。L_i表示路线S_i的实际长度，表示公共自行车平均速度。

F_T(S_i)＝nPT，表示交叉口延误时间。n表示路线S_i中所包含的交叉口数目，P表示公共自行车用户在红灯期间到达交叉路口的比率，T表示红灯的平均等待时间。公共自行车在交叉口基本不会因排队及路口流量问题造成二次时间延误，因此以红灯的等待时间作为交叉口延误时间。

表示道路拥堵延误。L_ij表示路线S_i中的某一拥堵路段j的实际长度，v_ij表示公共自行车用户在这一拥堵路段的平均速度。表示用户在路线S_i中的路段j拥堵情况下的时耗，表示理想情况下的时耗，即为用户在路线S_i中的拥堵路段j的拥堵延误。

4.搜索最优路线。

以公共自行车用户在路线S_i上的时耗F(S_i)为优化目标，搜索具有最短时耗minF(S)的路线。

41初始化设定路线S₁为最优路线，即minF(S)＝F(S₁)。