[发明专利]一种具有虚拟换乘微枢纽的多模式公交换乘方法

说明书

一种具有虚拟换乘微枢纽的多模式公交换乘方法，包括以下步骤：步骤一：构建城市公交的加权有向换乘网络Space‑P；步骤二：构建步行可达微枢纽网络Cluster‑W；步骤三：构建公共自行车可达微枢纽网络Cluster‑B；步骤四：构建三层耦合公交网络模型；步骤五：采用具有虚拟微枢纽的多模式换乘方法。本发明结合虚拟换乘微枢纽的概念设计了多模式的公交换乘方法，将为用户公共出行提供更多新颖和使用的选择方案，同时倡导用户绿色出行，减少城市碳排放量。

技术领域

本发明涉及网络科学和公共交通领域，特别是指一种具有虚拟换乘微枢纽的多模式公交换乘方法。

背景技术

随着城市化进程的加快和城市的加速扩张，更好更快更便捷的交通系统已成为城市生活的基本需要，因此交通系统运行效率问题更加被人们所关注。在目前全球的许多大城市中，尽管城市地铁、公交等网络密度已趋于饱满，但仍不可避免地存有终点与交通网络间的缝隙。同时，因机动车过度使用，汽车尾气污染也越来越严重，给城市居民生活和健康造成了严重损害。2013年冬季至2014年春季以来全国大面积、高频率雾霾天气给居民健康带来极大危害，高浓度的PM2.5使得呼吸道系统疾病高发，这些都与汽车尾气排放密切相关。为了缓和这些问题，人们尝试寻找一种变通、可达性高、健康清洁的出行方式，公共自行车系统应运而生。它属于城市交通中的慢行交通系统，在可达性与节能环保等多方面具有优势。利用公共自行车，能够更加好地完成与轨道交通的接替，缓解交通拥挤问题，实现资源共享，提高城市交通的运行效率，解决市民出行的实际问题。

当前全国各地很多的城市开始逐渐探究实行以公共交通引领城市发展为引导的“公交都市”城市战略，杭州市2008年5月1日在全国首先运作公共自行车租借系统(PBS)，并将其归到公共交通的领域。杭州公共自行车的实施，使得市民公共出行更加多样化、便捷化。公共自行车在短距离公共出行的方式方面具有公共交通无可替代的很多优点，能很好的弥补城市居民短路程出行的要求，同时弥补了现存公共交通方式在短距离出行方面的不足，建立了层次丰富性更强、体系更加完善的从“门”到“门”的城市公共交通系统。所以公共自行车与原来的公交车系统、地铁系统组合成多层-多模式交通网络对研究公共自行车系统对多模式公交系统的影响有非常重要意义。

公交换乘是使用网络理论研究城市交通的一个传统、典型实例。传统上人们将公交站点看成网络节点，将站点间通过公交车产生的联系看成连边，抽象得到一张图，然后使用成熟的Dijkstra算法或Floyd算法即可运算得到性能的换乘方案。然而这类方法存在很多的不足。首先，他们没有考虑广泛存在于实际公交系统中同时又对于公交换乘起到重要作用的换乘微枢纽，所谓的换乘微枢纽即短距离步行可达站点群或自行车可达站点群。在现实公交换乘的过程中，人们有时要从某一站行走到某一邻近站点，然后再换乘，而传统的换乘方法则无法实现这一过程。其次，在进行换乘规划时，往往只考虑公交车、地铁等资源，而没有完全利用公共自行车等其他更加环保的城市公共资源，而公共自行车的合理使用可以对公共出行有显著改善的效果。

发明内容

为了克服当前单模式公交换乘算法出行方式单一、拥堵时段出行效率低等问题，同时考虑城市功能自行车的多模式公交换乘，合理利用城市公交系统资源，本发明提出了虚拟换乘微枢纽的概念(虚拟换乘微枢纽具体来说是指公交系统中那些彼此之间的距离较近，可直接通过步行或者公共自行车而不需要经过乘坐公交车到达的公交站点群)，并根据这个概念使用网络模型方法设计了一种多模式公交换乘方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术具体步骤如下：

一种具有虚拟换乘微枢纽的多模式公交换乘方法，包括如下步骤：

步骤一：构建城市公交的加权有向换乘网络Space-P，在公交Space-P中，网络中的节点定义为公交站点，如果两个公交站点处于同一个公交线路中，则这两个站点间有一条连边，两站点之间公交线路的长度为该连边的权值；