[发明专利]一种基于空铁耦合网络的出行耗时计算方法

说明书

本发明公开了一种基于空铁耦合网络的出行耗时计算方法，属于复杂网络和交通网络领域。首先收集中国航空管理局发布的航空运营数据和中国铁路管理局发布的高铁运营数据。根据获得的交通数据，将航空系统和高铁系统耦合成中国航空高铁耦合网络。然后基于耦合网络，计算每个城市分别对于航空、高铁、空铁联运三种交通方式的依赖程度，同时分别计算一天内每个城市到达其他相连城市的最短耗时路径；针对一天内不同时刻，计算乘客A从城市i出发到达相连城市的耗时最短的最佳出发时间。最后乘客A选择最短耗时路径和依赖性最大的出行方式，按照最佳出发时间出发即可。本发明更全面的评测中国各个地理位置城市的出行选择情况，为乘客提供最佳出行方式。

技术领域

本发明属于复杂网络和交通网络领域，具体涉及一种基于空铁耦合网络的出行耗时计算 方法。

背景技术

中国越来越多地参与到国际经济活动中，经济繁荣依赖于国家交通运输行业的快速发展， 作为城市间长途交通运输最重要的组成部分，航空和高速铁路(HSR)近年来得到了持续快 速的发展。

自2006年起中国航空的运输总周转量位居世界第二，连续年增速保持在10％，2018年 旅客总数达到6亿人次，与此同时，高铁经过10年间的快速发展，高速铁路网总覆盖范围达 到29000km，位居世界第一，占世界高铁总公里数的三分之一。

航空和高铁在快速的发展中有了更为紧密的结合，空铁联运的交通方式使得人们在长途 交通运输的选择中具有更高效的出行方案。由于航空运输和高铁运输具有各自的技术特征和 经济特征，航空和高铁之间的复杂关系已经成为一个关键的研究问题，引发了众多学者的广 泛关注。最初，研究人员将航空与高速铁路的关系视为竞争关系或者合作关系，经过多年的 研究，越来越多的研究人员认为航空与高铁是竞争关系与合作关系共存。

众多研究者们对航空和高铁的竞争与合作关系进行了大量的研究，从乘客需求，票价， 座位和环境等影响因素出发，研究空铁联运给人们生活带来的影响，但缺少对空铁联运的出 行耗时的相关研究。众多研究表明，出行耗时是影响人们出行选择最重要的因素之一。

此外，在过去的几十年里，复杂网络理论得到了许多研究领域的关注，如网络建模，信 息流量和级联故障等等。值得注意的是，复杂网络理论已广泛应用于大规模交通网络分析， 尤其是航空和铁路，复杂网络理论在航空网络和铁路网络的研究中起着至关重要的作用。近 年来，复杂网络理论中的耦合网络的研究被认为是一个重要的研究领域。从理论的角度来看， 中国航空网络和高速铁路网络本质上是一个耦合网络。因此，在复杂网络理论框架下分析中 国航空高铁耦合网络的结构和性质是非常值得的研究领域。

发明内容

针对中国航空和高铁的耦合交通网络，本发明提出了一种基于空铁耦合网络的出行耗时 计算方法，为乘客出行方案选择提供指导，同时为交通管理者提供辅助信息参考。

所述的出行耗时分析方法，具体步骤如下：

步骤一、收集中国航空管理局发布的航空运营数据和中国铁路管理局发布的高铁运营数 据。

步骤二、根据获得的交通数据，将航空系统和高铁系统耦合成一个网络结构，构成中国 航空高铁耦合网络。

耦合网络包括三类城市：航空城市，高铁城市以及耦合城市。

航空城市是指仅有机场的城市；高铁城市是指仅有高铁站的城市；耦合城市是指既有机 场又有高铁站的城市；

每个城市用节点代表；两个城市之间有直达高铁或者直达航班，用边将这两个城市相连。

步骤三、基于耦合网络，计算每个城市分别对于航空、高铁、空铁联运三种交通方式的 依赖程度。

首先，针对任意乘客A从城市i出发到达城市j，依据时刻表数据，遍历所有出行线路并 统计每一条线路的出行方式。