[发明专利]一种公交线网规划方法

权利要求书

1.一种公交线网规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.根据公交刷卡数据和报站数据，建立公交OD矩阵和节点间的路段行驶时间矩阵；

S2.基于OD矩阵和初始解集生成算法生成满足约束条件的初始线网作为当前解；

S3.基于流量分配算法对当前解进行需求量分配；

S4.根据目标函数值计算方法计算当前解的目标函数值Z1：

其中d_ij为节点i到节点j的需求量；t_ij为节点i到节点j的出行时间，由路段行驶时间矩阵求取得到；tr_ij为节点i到节点j的换乘次数；l_ij为节点i到节点j的线路长度；ω为换乘参数，α、β、γ为效率均衡系数；当x_ij为0时，表示节点i到节点j之间的路径为换乘路径，当x_ij为1时，表示节点i到节点j之间的路径为直达路径；

S5.采用邻域解集生成算法生成满足约束条件的邻域解；

S6.基于流量分配算法对邻域解进行需求量分配；

S7.根据目标函数值计算方法计算邻域解的目标函数值Z2；

S8.计算当前解和邻域解的目标函数值之差dz；若dz大于0，将邻域解作为当前解，若dz小于0，按照Metropolis准则将邻域解作为当前解；

S9.重复步骤S5～S8直至达到设定的迭代次数，此时将当前解作为最终的规划方案进行输出；

其中，所述步骤S2中，约束条件具体如下：

1)线网连通；2)没有环线；3)线网中线路条数满足预设值；4)换乘次数不超过n次；5)线路节点数小于预设最大值，大于预设最小值；6)路段上设置的公交线路数小于预设值；7)线网密度大于预设值；8)线路非直线系数小于预设值；初始解集生成算法生成初始线网的具体过程如下：

1)遍历整个OD矩阵，选择OD量超过g的OD所对应的边作为一条线路的起始边；

2)随机选择j～k之间的整数作为一条线路的节点数，jk，然后随机选择与起始边相连的边进行延伸，直到达到所选择的节点数，形成一条线路；

3)重复步骤2)，直到线路条数达到h条，h条线路形成初始线网；

其中，所述基于流量分配算法进行需求量分配的具体过程如下：

1)获取线网中节点i到节点j的直达路径和/或换乘路径；

2)确认线网中节点i是否只有一条直达路径或换乘路径可以到达节点j，若是，则此条路径为唯一路径，该路径的需求量与OD矩阵中相应的需求量对应；若线网中节点i存在两条或两条以上的直达路径和/或换乘路径可以到达节点j，则对每条路径的行驶时间进行求取，然后将OD矩阵中相应的需求量以各条路径行驶时间的倒数为比例进行分配。

2.根据权利要求1所述的公交线网规划方法，其特征在于：所述步骤S9具体如下：

S91.在开始迭代之前，设置一个初始温度p和温度下降系数q，在初始温度p的情况下，执行f次步骤S5～S8；

S92.令p＝pq，然后执行f次步骤S5～S8；

S93.判断p是否满足温度终止条件，若否则执行步骤S92，若是则将当前解作为最终的规划方案进行输出。

3.根据权利要求1所述的公交线网规划方法，其特征在于：所述步骤S5具体如下：

1)选择初始线网中的一条线路作为将要修改的线路；

2)随机选择修改函数进行对此条线路进行修改；

3)若修改后的线路满足约束条件，则替换初始线网的原线路，初始线网经替换后得到邻域解。

4.根据权利要求3所述的公交线网规划方法，其特征在于：所述修改函数包括插入节点函数、添加节点函数、删除节点函数、交换节点函数；

1)插入节点函数，用于在线路的中间插入一个外节点；

2)添加节点函数，用于在线路的两端添加一个外节点；

3)删除节点函数，用于在线路的两端删除一个节点；

4)交换节点函数，用于将线路某个中间节点与外节点进行交换。