[发明专利]一种基于局部异构影响力的多模式公共交通网络关键站点识别方法

说明书

一种基于网络拓扑结构及站点客流量的多模式公共交通网络关键站点识别方法，属于城市公共交通运行领域。首先根据多模式公共交通线路与站点数据，抽象提取多模式公共交通网络拓扑图；在此基础上，基于复杂网络基本理论，计算网络节点度与H‑index指标，并考虑网络节点弱关系影响，在网络结构方面充分挖掘网络节点的潜在影响力；然后结合地面公交、地铁刷卡数据，获取多模式公共交通网络站点客流量；网络关键站点的识别。本发明考虑了多模式公共交通站点的拓扑结构重要性及客流特征，构建了可以表征多模式公共交通网络站点重要度方法，对于城市公共交通管理人员提前针对网络中的关键节点，有针对性的提出保护措施，保障出行安全。

技术领域

本发明属于公共交通运行技术领域，专用于城市公共交通网络关键站点识别。

背景技术

随着出行方式的多样化，城市公共交通网络无论从网络结构方面还是客流方面均变得愈加复杂化，一旦公共交通网络中关键节点(站点)遭到破坏，可能会对整个公共交通系统造成严重影响，甚至对于整个公共交通系统造成不可修复的影响，尤其是在早晚高峰时刻。因此，面对高度复杂的公共交通网络，有必要针对公共交通网络，结合其自身客流特征，提出一套多模式公共交通网络关键站点识别方法，为增强多模式公共交通网络韧性提供理论支撑。但是，目前关于城市多模式公共交通网络建模及站点重要度判别仍存在以下问题：

(1)针对单一模式的城市公共交通网络建模方法居多，如何根据不同出行模式以及出行模式间的连接规则，构建多环节含权的耦合多模式公共交通网络方法目前尚缺。

(2)目前公共交通网络关键站点识别过程多基于单一的网络拓扑指标，单一指标并不能准确识别网络节点拓扑重要程度，缺乏一个综合的网络拓扑评价指标，衡量多模式公共交通网络中各站点重要程度。

(3)网络拓扑结构是公共交通运行的基础，客流是公共交通网络的血脉，单纯依赖某一方面进行公共交通网络关键站点评价，均会与实际运行产生较大的偏差，亟需构建一套融合网络拓扑结构及客流特征的综合多模式公共交通网络关键站点识别评价方法。

发明内容

本发明根据多模式公共交通线路与站点数据，抽象提取多模式公共交通网络拓扑图；在此基础上，依据网络拓扑指标与站点客流指标构建了表征多模式公共交通网络综合的关键站点识别方法，为城市公共交通管理人员日常监测公共交通网络薄弱环节提供理论支撑，并提前针对网络中的关键节点，有针对性的提出保护措施，提高多模式公共交通网络的韧性。

本发明的设计原理是以多模式公共交通网络中的出行链各环节为边，通过构建包含不同公交模式如地铁、地面公交的多模式公共交通网络邻接矩阵，并存储为多模式公共交通网络拓扑数据库；依据拓扑关系矩阵，抽象多模式公共交通网络拓扑图，并计算衡量网络节点的拓扑重要性指标；进而结合多模式公共交通网络拓扑特性及站点客流特征，提出一种基于综合异构影响力的关键站点识别方法。本发明具体的识别方法如下：

步骤1：多模式公共交通网络邻接矩阵构建；

本专利涉及到的多模式公共交通主要包括：地面公交、地铁、自行车及步行方式。本专利中基础公共交通网络为地面公交网络和地铁网络，自行车与步行模式在本专利中主要用于换乘。

多模式公共交通网络由节点与连边构成，节点即为多模式公共交通网络中的站点；连边在本专利中包括两种，一种是线路边，即地面公交或地铁线路系统中相邻站点之间的连边，另一种是虚拟边，即地面公交与地铁系统之间的换乘边，具体出行方式为自行车或步行。基于上述节点与连边的描述，依据站点间的关联关系，构建多模式公共交通网络节点邻接矩阵，并绘制多模式公共交通网络图。

步骤2：计算多模式公共交通网络拓扑重要性指标；