[发明专利]基于公交-地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略

摘要

本发明公开一种基于公交‑地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略，在公交‑地铁双层无权换乘网络的基础上，根据双层站点网络对双层换乘网络加权，构建了公交‑地铁双层加权换乘网络模型，并根据此模型提出了新的路由策略，该策略综合考虑了最短乘车距离、最少换乘次数及最短乘车距离上的拥塞情况，并通过仿真实验找到调节最短乘车距离及拥塞情况权重的最优值。在考虑了公共交通网络中换乘的平均传输时间基础上，也考虑了网络中站点间的实际距离，即综合考虑了最短乘车距离、最少换乘次数及最短乘车距离上的拥塞情况，因此更加全面地理解网络中的拓扑信息，在帮助乘客选择最佳出行路线的同时使网络中的拥塞达到最低状态。

主权项

1.一种基于公交‑地铁双层加权换乘网络下的拥塞感知路由策略，其特征在于：在公交‑地铁双层无权换乘网络的基础上，对公交‑地铁双层无权换乘网络加权，构建了公交‑地铁双层加权换乘网络模型；具体步骤如下：步骤一：构建公交‑地铁双层无权换乘网络；1)构建站点网络；站点网络是将公交站点和地铁站点视为节点，若两个站点相邻且在一条线路上，这两个节点之间则有连边；其中，公交网络与地铁网络通过地铁站点与其周围的公交站点相连，设定地铁网络与公交网络之间采取一对多的连接方式，即一个地铁站点可连接多个公交站点，但一个公交站点只连接一个地铁站点；2)构建换乘网络；公交‑地铁换乘网络中定义两种性质的换乘，第一种是每层网络内部的换乘，即公交与公交之间，地铁与地铁之间的换乘；第二种是两层网络间的换乘，即公交与地铁之间的换乘；在每一层的换乘网络中，同样是将公交站点和地铁站点视为节点，若两个站点在一条公交线路或地铁线路上，这两个站点之间则有连边，这两层网络之间的连接与双层站点网络的连接方式相同；3)构建线路网络；公交‑地铁线路网络中同样定义两种性质的连接方式，第一种是每层网络内部的连接，即公交线路与公交线路之间，地铁线路与地铁线路之间的连接；第二种是两层网络间的连接，即公交线路网络与地铁线路网络之间的连接；在每一层的线路网络中，公交线路或地铁线路被定义为节点，如果两条线路之间含有至少一个相同站点，那么这两条线路之间就有连边，代表这两条线路的两个节点相连；两层线路网络之间的连接与双层站点网络和双层换乘网络的连接方式相同；步骤二：构建公交‑地铁双层加权换乘网络模型；换乘网络中的边表示边两端的节点在一条线路上，边权值通过计算站点网络中这两个节点的长度得出；即在换乘网络中，边的权值表示这两个站点间的实际站数，边权值越大，表示这两个站点之间的站数越多，通常情况下，距离越长；通过对换乘网络边权值的定义方法，所计算出的网络平均传输时间更能反映出实际公共交通网络的运输性能；步骤三：获得公交‑地铁双层加权网络中投递包的代价函数；考虑乘客在网络中所行走的最短距离，最少换乘次数以及所选路径的拥塞情况，获得公交‑地铁双层加权网络中投递包的代价函数；步骤四：通过序参数和平均传输时间描述传输性能在每个时间步，网络中的每个节点会同时生成包、投递包和移除包；通过网络的序参数η(A)和平均传输时间Tavg来描述网络的传输性能；平均传输时间是指网络中所有包从初始节点到目的节点的平均传输时间，其中总时间包括包在节点中的等待时间和包在网络内的投递时间；序参数是指相对于单位时间内网络中产生包的数量A，网络中包的总量的变化速度；采用序参数η(A)来反映网络中拥塞状态的转变；在不同的路由策略中，包的平均传输时间和序参数都不相同，平均传输时间越短，序参数越小，说明网络的传输性能越强。