[发明专利]基于聚类中心修正的定制公交合乘站点生成方法

权利要求书

1.一种基于聚类中心修正的定制公交合乘站点生成方法，其特征在于，包括：

步骤1：利用层次聚类法对乘客预约需求点进行分类，确定定制公交最佳站点的个数；

步骤2：根据所述最佳站点个数及需求点的空间坐标，构造乘客需求集合和样本特征向量集合，并获取初始聚类合乘站点集；

步骤3：对所述初始聚类合乘站点集中不与备选合乘站点重合的初始聚类中心，进行修正及聚类操作，使聚类中心落在路网上，得到聚类合乘站点；

步骤4：通过更新的价值函数值，对所述聚类合乘站点的生成结果进行判断；

所述的根据最佳站点个数及需求点的空间坐标，构造乘客需求集合和样本特征向量集合，并获取初始聚类合乘站点集，包括：

步骤2.1：构造乘客需求集合X为：

X＝{x₁,x₂,...,x_n}， (1)

其中，n为需求个数；

所述乘客需求集合中的每一个需求x_i的样本特征向量为：

(x_i1,x_i2,...,x_im)^T， (2)

其中，m为分类研究的指标个数，在需求点空间上进行聚集，取m＝2；

步骤2.2：利用模糊c均值聚类法，获取初始聚类合乘站点集；

所述的利用模糊c均值聚类法，获取初始聚类合乘站点集，包括：

步骤2.2.1：定义模糊c空间，得到c×n的矩阵U，用值在[0,1]间的随机数初始化隶属矩阵U，使其满足下式：

步骤2.2.2：构造聚类合乘站点坐标集合Y：

Y＝{(x,y)|(x,y)∈S}， (4)

其中，S表示路网中的备选合乘站点集，S为路网节点及路段中能够作为站点的中间点的总和；

初始化Y，令

步骤2.2.3：将所述矩阵U代入下式：

其中，p为一个加权指数，且p∈(1,∞)；

得出c个合乘站点的初始聚类中心，同时构造临时聚类合乘站点为：

C_L＝{c_i|i＝1,...,c}，Card(C_L)＝c， (6)

其中，C_L即所述初始聚类合乘站点集；

所述的对初始聚类合乘站点集中不与备选合乘站点重合的初始聚类中心，进行修正及聚类操作，使聚类中心落在路网上，得到聚类合乘站点，包括：

步骤3.1：重复判断操作，直至

步骤3.2：所述判断操作为：

若c_i∈Y，则重新获取所述初始聚类合乘站点集，若不成立，则判断聚类中心c_i的位置，生成对应的备选聚类站点集合C_i；

步骤3.3：令C_L＝C_L\{c_i}，并对所述备选聚类站点集合C_i进行判断，若C_i为空集，将c_i存入Y中，返回步骤3.1进行所述重复判断操作；若返回步骤2.2，利用模糊c均值聚类法获取所述初始聚类合乘站点；否则，将C_i中的元素依次取出并记作a，则当前聚类合乘站点集Y'为：

Y'＝{Y,a,C_L}， (7)

计算价值函数值的公式如下：

其中，d_ij表示聚类中心i与需求点j的欧式距离；

若选择所述C_i中使价值函数值最小的点作为聚类站点存入Y，否则，令C_i'＝C_i-C_i∩Y，选择C_i'中使价值函数值最小的点作为聚类站点存入Y，并记对应的价值函数值为F；

步骤3.4：按照式(10)、(11)更新U矩阵的i+1至c行，返回步骤3.1；

所述的生成对应的备选聚类站点集合C_i，包括：

设UNIT为路网节点能构成的最小封闭多边形，为最小路网单元；

步骤3.2.1：若生成的聚类中心c_i位于路网单元UNIT内，则C_i为该单元各边所覆盖的所有S中的点构成的集合，所有S中的点包括顶点；

步骤3.2.2：若生成的聚类中心c_i位于路网上，则分别选择该路网上两侧距离c_i最近的S中的点作为c_i点的备选聚类站点，此时C_i为所选择的两个站点构成集合；

步骤3.2.3：若生成的聚类中心c_i与路网单元UNIT各边所覆盖的S中的点重合，则S中的点包括顶点。