[发明专利]一种缓解时延影响的公交路线选择方法

说明书

本发明属于复杂网络领域；提供了一种缓解时延影响的公交路线选择方法。基于全局拥塞信息同时考虑到时延对网络路由策略的影响，提出基于节点历史拥塞信息缓解时延影响问题的方法。主要通过预测节点的历史拥塞信息来预测当前的拥塞程度，计算从当前节点到目的节点不同路线的代价，以便乘客选择合适的出行路线，最终缓解时延对网络路由策略的影响。该方法可以用于公交网络中，对于乘客出行选择交通路线具有实用价值。

技术领域

本发明属于复杂网络领域；涉及缓解时延影响的公交路线选择方法。

背景技术

随着当今车辆越来越多，环境越来越差。人们出行更加倾向于乘坐公共交通工具比如公交，然后站点的拥塞和站点之间拥塞信息获取存在时间延迟，因此合理规划我们的乘车路线，不仅能方便我们自己，更可以使整个公交网络的利用率更高；另一方面，对于政府交通管理部门来说，如何让公交网络规划更加合理使得城市更加便捷。因此对于缓解拥塞时延对公交网络的影响具有实际意义。

在以前的相关领域研究中，在选择一条起点到终点的路径时，他们一般考虑以下因素：(1)最短路径。即从出发点到终点距离最近，这种方案简单方便，但是没有考虑途经站点的等待人数和站点的处理能力的动态状况。在高峰时期很容易导致整个交通网络因为拥塞瘫痪，乘客不得不耗费大量的时间处于等待状态。(2)局部路由策略。这个策略由王丹的博士论文《复杂网络拥塞分析与路由策略研究》有提出。他们在最短路径的基础上考虑了下一跳站点的等待人数和站点的处理能力的动态状况，即考虑α倍的最短路径和(1-α)倍的下一跳站点的等待人数站点的处理能力比值，能让二者之和最小的站点就是转乘的站点。该策略忽略了全局的拥塞状态(从起点到终点途经的所有站点的等待人数和站点的处理能力的动态状况)，仅仅考虑下一跳节点的拥塞状态。同时由于现实乘客在出发点想要获得下一站站点的人数存在一定的时间延迟，即等到用户得到下一站站点的人数的时候，下一站站点已经发生了一些变动，这本质就是因为客观事实的不可避免性，所有如何减少时间延迟对乘客对路径规划的不准确行显得至关重要。现有的方法不能很好的解决以上问题。

但是在实际公交网络中，在选择公交路线时需要考虑到全局的拥塞信息并且站点节点的拥塞信息不可能实时获取，因此需要考虑时间延迟对节点拥塞信息感知的影响。然而，当前使用的方法没有综合的考虑到这些问题。

发明内容

为克服现有技术存在的问题，基于全局拥塞信息同时考虑到时延对网络路由策略的影响，提出基于节点历史拥塞信息缓解时延影响问题的方法。主要通过预测节点的历史拥塞信息来预测当前的拥塞程度，计算从当前节点到目的节点不同路线的代价，以便乘客选择合适的出行路线，最终缓解时延对网络路由策略的影响。该方法可以用于公交网络中，对于乘客出行选择交通路线具有实用价值。

本发明的技术方案是：当前时刻t，乘客处于起点i，想要获得一条到达终点j的路径。首先要根据节点的拥塞信息确定起点i的下一跳节点。

一种缓解时延影响的公交路线选择方法，包括如下步骤：

步骤1：当前时刻t，乘客处于起点i：同时，从起点i到终点j过程中某一节点x，t时刻的拥塞程度由该节点的历史拥塞程度预测得出：

其中Δt(L_ix)＝β*L_ix,β≥0表示节点i对节点x拥塞程度的感知延迟，β为控制节点拥塞信息感知时延的可调参数，Q_x(t)为站点x排队乘车的人数；节点i能获知节点x在t-Δt(L_ix)时刻及其之前的拥塞程度；

步骤2：根据节点的当前拥塞程度，计算i对邻居节点k到终点j最短路径上整体拥塞程度的感知函数：

其中b_x为x站点单位时刻能够处理的乘客数量；