公交网络最优路径求解算法

求解公交网络最优路径是进行公共交通系统规划的一项关键技术.通过对多种现有算法的分析,利用公交换乘矩阵性质,本文提出了一种求解公交网络最优路径的标准算法.新算法考虑了公交换乘次数、换乘点选择以及出行总成本对求解最优路径的综合影响.通过建立换乘步行时间矩阵,并将过去求解最小换乘次数的换乘矩阵乘法运算变为相应的换乘步行时间矩阵和公交出行时间矩阵的加法运算,得到新算法.新算法可顺利实现在单一OD对、单起点多终点以及任意节点间求解最优路径的转化.文中给出了新算法的详细求解步骤,而且通过一个算例对新算法的有效性进行了验证.     

用于最短路算法的公交网络模型构建

公共交通线路网络的复杂化使乘客难于选择最优的出行线路。用于最短路算法的公交网络模型,解决了有向图难以承载票价和换乘这两个出行要素的问题,有效地把公交出行要素包含在弧中,使得最短路算法可以直接根据这些要素搜索最优出行方案。     

公交出行路径蚂蚁算法

结合公交乘客出行的特点,基于Dijkstra算法站点查询的出行路径选择方法,提出了基于蚂蚁算法的具有最少换乘次数的公交出行路径查询算法.算法利用了蚂蚁寻食出行路径选择的行为特点,通过线路激素强度的更新机制,实现了以换乘次数最少和公交出行站点最少的公交出行路径选择优化目标.算法实际查询结果与实际相符.     

公交网络多路径选择启发式算法研究

公交乘客出行路径选择算法是公交乘客信息系统的核心技术。建立了公交网络出行路径选择的数学模型,在Dijkstra算法和迭代惩罚法的基础上,设计了公交网络多路径选择的启发式算法,并结合实际公交网络进行了算法的验证。算法合理考虑了换乘因素和距离因素对公交出行者路径选择行为的共同影响,能够生成多条备选路径供出行者选择。对于公交乘客信息系统相关技术的研究开发具有参考价值。     

一体化公交网络均衡配流模型

分析了一体化公交网络的交通特性,基于一体化公交出行的路径特点,研究了公交出行时间与出行费用因素对出行阻抗的影响.考虑人流密度对步行速度的影响以及出行费用与时间的换算关系,将公交出行的路段阻抗、节点阻抗与费用阻抗统一换算为时间,建立了一体化公交网络的出行阻抗函数.利用Wardrop均衡原理,建立了一体化公交网络的均衡配流模型,并通过FW算法对配流模型进行求解.计算结果表明:当地面公交线路长度与轨道交通长度分别为57.3、16.2 km时,轨道交通线路输送的客流量占总客运量的65.4％,通过换乘进入轨道交通系统的客流量达55.4％.构建合理的一体化公交网络能降低乘客出行总阻抗,提高公交系统运输效率.     

距离加权公交换乘复杂网络最短路算法研究

为研究乘客使用公共交通的实际出行距离,基于公交复杂网络中的换乘网络Space P拓扑结构,结合公交车站的经纬度坐标,建立以距离为边权的加权公交换乘网络。基于该加权网络,设计了综合考虑换乘次数和路径长度的最短路算法,该算法可保证在站间换乘次数最少的基础上通过的路径也相对最短。利用成都市公交网络进行实例分析,并与Floyd算法进行对比,结果显示,由该算法得到的平均最短路径长度增加3.7 km,但平均换乘次数下降0.64次,更符合乘客的出行习惯;随机选择一些车站进行最优换乘路径选取试验,结果表明,由该算法得到的方案在保证换乘次数最少基础上,得到的路径也基本最短,证明了算法的有效性。     

基于GIS的公交站台信息查询系统的开发

为乘客的公交出行提供基本的公交信息及最优乘车方案的查询,开发了基于GIS的公交站台触摸屏查询系统。系统数据库以ACCESS进行描述,以ADO．NET与数据库进行连接访问,以Maplnfo地理信息系统平台为基础,利用VB．NET语言编程完成了基于GIS的站台触摸屏公交查询系统的开发。经过实验测试及实际运用,该系统能够在换乘次数最少的前提下,给出四种可供选择的优化目标,分别为出行时间最少、出行费用最少、出行距离最短以及舒适度最佳。用户根据自己的情况选择优化目标,系统将给出相应的乘车方案。     

基于公交数据挖掘的时刻表排班协同换乘优化

为实现公交换乘协同排班,减少乘客出行换乘时间,本文对公交信息系统的IC卡数据及车辆GPS数据进行数据挖掘,提取换乘信息并对现有的发车排班进行优化.首先,构建了公交运行状态信息提取模型,提取现有的公交运行状态信息.在此基础上,设计了邻域搜索的公交时刻排班优化算法,得到最佳发车排班时刻表.为验证所提出方法的有效性,选取了成都市的56路和3路公交线路的实际数据进行案例验证.结果表明:通过优化排班的方法,在不改变现有的公交供需条件的前提下,可以有效实现协同换乘;与原有的公交服务相比,优化之后的公交服务能够更加贴近出行需求,提升线路之间的换乘衔接效率,从而提高公交服务质量.     

基于换乘链断裂点时空信息的公交换乘行为识别

分析了公交智能卡数据挖掘中转乘行为、通勤出行、非通勤出行识别的改进方法, 将关注点从公交换乘过程信息转移到换乘链间隔期的持续时长和空间位移信息, 以换乘链断裂时长和位移2个维度计算公交换乘链断裂点概率, 制作工作日和非工作日断裂点时空变量联合概率分布矩阵, 对比了这2种分布的差异;检验了断裂时长序列和断裂位移序列的稳定性, 标识了2条曲线的突变点和拐点, 用于推断转乘引起的转移距离和转乘时长的阈值参数;对工作日和非工作日差值时长序列曲线进行移动平均滤波处理, 使得曲线的突变与极值之间的关联能够解释转乘、通勤出行和非通勤出行3种行为与通勤和非通勤出行之间的关联;采用北京市整个一周的地面公交和地铁系统样本数据对方法进行验证, 并根据时间序列和位移序列曲线确定样本数据中常见公交换乘行为的阈值参数。分析结果表明:断裂点时空信息对样本数据中的换乘行为能提供更合理的识别分类参数;持卡人在站点间转移的容忍距离约为1.6km;断裂点转乘时长与非通勤出行的断裂时长临界点为22~48min;非通勤出行和通勤出行的时长临界点约为478min, 非通勤出行断裂点最大概率时长为140min;通勤出行的断裂时长接近期望值为601且标准差为44的正态分布;基于新方法得出的参数改善了公交出行活动的识别率, 转乘行为、通勤出行与非通勤出行的识别率分别提高了16.1%、4.2%、6.2%。可见, 换乘链断裂点的时间信息和空间信息不但可作为公交换乘行为识别的依据, 还可能带来更好的识别效果。      

轨道交通单线接运电动公交调度优化模型

针对乘客由轨道交通换乘接运电动公交过程中等待时间长、候车成本高等问题,提出一种面向高峰时段乘客换乘情况的轨道交通接运电动公交的时刻表优化方法。通过分析换乘过程,以换乘乘客等候时间成本、换乘失败成本、电动公交使用成本和充电成本共4项成本之和最小为目标函数,以电动公交的发车顺序、换乘乘客的等待意愿、电动公交充放电特性对行驶里程产生的影响等作为约束条件,构建混合整数非线性规划模型。在接运公交的运输需求方面,考虑了除换乘乘客外本地乘客出行需求变化对接运电动公交时刻表的影响。最后提出一种混合人工蜂群算法求解模型,通过与遗传算法、粒子群算法的对比,进行了算法的敏感性分析。结果表明：目标函数总成本为1 355.32元,相比原成本降低了23.56%,其中,换乘乘客等候时间成本为298.17元,换乘失败成本为84.03元,公交公司运营成本为867.40元,电动公交充电成本为105.71元,验证了构建的模型对时刻表优化问题的有效性。     

基于出行时间可达性的公共交通竞争力评估模型

为实现区域公共交通与小汽车间出行竞争力的定量化评价和影响关系解析,利用公共交通动静态数据、出租车运行数据及出行调查数据提取公共交通个体出行链和小汽车出行用时等信息,结合路径规划API(Application Programming Interface)计算公共交通及小汽车全过程出行耗时,基于全过程出行时间可达性视角构建公共交通竞争力评价模型;考虑公共交通竞争力的空间效应,分别选取土地利用和交通设施因素作为解释变量,提出基于空间杜宾模型的公共交通竞争力影响模型;以北京市为例,探究早、晚高峰等不同时段下区域公共交通竞争力与各影响因素之间的交互关系。结果表明：早、晚高峰期间公共交通竞争力的平均值均在1.50以内,平峰时段约为1.74,市中心区、地铁沿线和大部分居住社区周边区域的公共交通出行竞争力相对较高;各时段下公共交通竞争力呈现明显的空间依赖性,且存在“低-低聚集”“高-高聚集”的典型聚集区域;土地利用混合度、办公就业密度和地铁站点密度等因素具有显著的负向空间溢出效应,而道路网密度和绕行系数则表现出显著的正向效应。综上,所提出的评价模型能够定量化评估公共交通竞争力,所建影响模型能够在考虑空间依赖性的基础上解释竞争力与因素间的相互关系。     

公交系统换乘方式研究

以各层次公交换乘特点为基础,分析各种公交方式换乘站点的衔接组织形式,在提供完善的换乘信息的基础上,建立基于模糊决策的公交线路查询系统,可以方便乘客换乘。     

综合客运枢纽换乘设施换乘效率的公众评价

在综合客运枢纽换乘设施评价中引入公众参与,能够增强评价的客观性,最大程度地体现以人为本的思想,从而使决策更公平.从公众评价的角度,在综合客运枢纽换乘出行特点和换乘设施服务水平分析的基础上,建立了出行者对综合客运枢纽换乘设施换乘效率评价的结构方程模型,并对模型的识别、拟合、修正和应用进行了阐述.     

城市公共交通换乘方式分析

换乘是接驳系统规划的核心问题。接驳系统是否具有良好的换乘设计,是大容量快速轨道交通在将来能否成为客运系统主体的关键。城市公共交通之间的换乘也是我国大城市在不久的将来进行规划的重点之一。     

公共交通枢纽换乘算法设计

对公共交通枢纽换乘算法设计,换乘分为直达线路,一次换乘,二次换乘,换乘算法的具体设计分为两个步骤1、构造并求解换乘矩阵,获得公交换乘方案(即从起点到终点最少换乘次数,及换乘站点).2、根据最少换乘次数,缩小求解范围,求解起始站点与目标站点间的最短路径,进而得到最佳路径.     

多模式公共交通系统的出行信息有效性研究

出行信息是影响公共交通系统服务水平的重要因素之一,有效的出行信息传递能够提高系统服务水平及对出行者的吸引力.基于出行全过程和多模式城市公共交通系统的角度,建立了出行信息搜寻模型,并对出行者的出行信息需求进行详细分析.基于物元分析理论提出了出行信息有效性的评价指标体系和评价方法,并给出一个出行信息有效性评价实例,验证了评价方法的有效性和合理性.     

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在进行公共交通换乘行为变化敏感度分析以及公交票价的制定过程中,均需将出行时间和费用联系起来考虑,出行时间价值是联系出行时间和费用的纽带．本文首先分析了基于随机效用最大化理论的Multinomial Logit（MNL）方式选择模型的基本思想,用MNL方式选择模型的简化模型对出行时间价值进行了量化．接着以北京市为例,考虑出行者的出行时间、费用以及收入等因素,估算出了北京市各种收入群所对应的出行时间价值．然后通过对选择公共交通出行者属性的分析,加权平均各种收入群对应的出行时间价值,最终估计出了北京市城市公共交通的出行时间价值．估算结果符合北京市的实际情况.     

基于MNL模型的城市公共交通出行时间价值估计

在进行公共交通换乘行为变化敏感度分析以及公交票价的制定过程中,均需将出行时间和费用联系起来考虑,出行时间价值是联系出行时间和费用的纽带．本文首先分析了基于随机效用最大化理论的Multinomial Logit（MNL）方式选择模型的基本思想,用MNL方式选择模型的简化模型对出行时间价值进行了量化．接着以北京市为例,考虑出行者的出行时间、费用以及收入等因素,估算出了北京市各种收入群所对应的出行时间价值．然后通过对选择公共交通出行者属性的分析,加权平均各种收入群对应的出行时间价值,最终估计出了北京市城市公共交通的出行时间价值．估算结果符合北京市的实际情况.     

漫谈"城市交通"

从交通的基本概念和目标讲起,纠正了以往对交通与运输、道路与街道在概念上的误解。论述了交通与城镇发展的关系和交通对地价的影响,提出要注重交通网络规划、建设的超前性和引导性。以上海、北京和波哥大市为例,说明了出行距离和出行时耗的特征,包括出行距离和出行量、出行时耗和出行方式的关系研究。最后,从三个方面论述了交通方式的转移,其一是公交与非公交方式的转移;其二是居民收入和出行方式的关系;其三是交通工具的发展,总体上从方式转移原理、相关影响因素和发展趋势展开研究。     

公共交通乘客个体活动链的日相似性研究

刷卡数据为研究公共交通乘客长期出行规律提供了数据基础.利用北京市2018年 4~5月的刷卡数据,通过提取乘客活动地,推断居住地位置和识别活动类型3个步骤构建乘客个体活动链;基于PrefixSpan算法提取普通卡、老年卡、学生卡乘客活动链的频繁序列模式,采 用Levenshtein距离度量3类乘客活动链日维度的相似性.结果表明：每类用户中约70%乘客的频繁活动序列是对称模式;普通卡和学生卡用户的相似性高于老年卡用户,平均值分别为 0.645、0.649和0.530;3类乘客的工作日与非工作日活动链具有明显差异,而工作日之间或非工作日之间具有较高相似性.本文有助于定量解析公共交通乘客的出行活动规律,为科学优化公共交通服务提供依据.