本发明属于一种铁路出行换乘方法，具体涉及两个使用高铁出行非直达的城市之间确定高铁换乘方案的方法。
背景技术：
高铁是旅客中长距离出行的一种重要交通方式，具有速度快、安全性好、正点率高、载客量大、舒适方便的优点。随着高铁网络的扩大以及居民生活水平的提高，旅客对高铁客运服务提出了更高的要求。
旅客在出行时，存在两个城市之间无直达高铁需要进行换乘的情况。因此，旅客高铁换乘方案的确定能够协助旅客进行方便快捷的购票，在铁路旅客运输组织中具有重要意义。如何为旅客提供适合的换乘方案是一个重点考虑的问题。
随着信息化的发展，旅客可以在网上很容易查到从始发站至终到站的乘车路径、时间、里程及票价等。但就旅客一次旅行来说，通常可能有几种换乘方式，但是由于影响换乘的因素较多，旅客很难直接对未经筛选的换乘方案的优劣情况做出判断，来选择自己偏好的出行方案。从2017年10月12日起，铁路部门已经推出“接续换乘”方案推荐。旅客通过12306网站或手机客户端购票，当遇到出发地和目的地之间的列车无票或没有直接到达的列车时，旅客可选择“接续换乘”功能，售票系统将向旅客展示途中换乘一次的换乘方案，如果旅客选择购买，需要分两次分别完成两段行程车票的支付。然而只考虑换乘次数，提供了换乘一次的换乘方案，并未考虑多次换乘或者兼顾考虑旅行时间等其他影响因素。因此，发明一种非直达城市间的高铁换乘方法是十分必要的。
技术实现要素：
本发明的目的在于给非直达的两个城市之间提供一种高铁换乘方法，给旅客提供多种出行方案选择，使旅客出行过程能够更加方便快捷。
本发明目的的技术解决方案如下：
一种非直达城市间使用高铁出行的换乘方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：以旅行目标值与换乘目标值之和最小作为目标函数值，建立旅客换乘方案优化数学模型；
步骤二：考虑不同的旅行目标和换乘目标，得到不同的出行指标；
步骤三：综合考虑各项出行指标，得到一个综合指标；
步骤四：分别利用步骤二的出行指标和步骤三的综合指标确定不同的换乘方案。
更进一步的，步骤一中，根据下式建立建立旅客换乘方案优化数学模型：
其中，
式中，xpqr为0或1的变量，当旅客从p站到q站乘坐r高铁时为1，否则为0；xqsr'为0或1的变量，当旅客从q站到s站乘坐r’高铁时为1，否则为0；ωpqr为旅客从p站到q站乘坐r高铁时的旅行目标值；ωqr‘r'为旅客在q站从r高铁换乘r’高铁时的换乘目标值；q为中转站集合；a,b分别为旅客旅行的始发站、终点站；rpq为经过p站到q站的高铁合集。
更进一步的，步骤二中出行指标包括旅行时间、换乘次数、票价和距离，所述旅行时间包括高铁的运行时间和换乘时间。
其中，运行时间取旅客乘坐的高铁从上车站到下车站的到开时间差。换乘时间取换乘的两高铁在换乘站的到开时间差，若差值小于一个紧接续标准σ(一般取σ＝20min)，则时差应加1440min。即ωpqr＝t'qr-tpr，ω‘qrr'＝mod{tqr'-t'qr-σ+1440,1440}，其中，tpr为r高铁在p站的开车时间；t'qr为r高铁在q站的到达时间。
换乘次数：高铁在运行途中，若不换乘，则取ωpqr＝0，若换乘一次，则取ω‘qrr'＝1。
票价：即为高铁票价。ωpqr＝m'pqr，ω‘qrr'＝0，其中m'pqr为高铁从p站到q站的票价。
距离：即高铁运行距离。ωpqr＝dpq，ω‘qrr'＝0，其中dpq为p站到q站的里程。
步骤二中出行指标包括旅行时间、换乘次数、票价和距离。
更进一步的，所述旅行时间包括高铁的运行时间和换乘时间。
更进一步的，步骤三中综合出行指标为：
式中，ω代表ωpqr或ω'qrr'；k为所考虑的目标的种类数；i”n为第n种目标；jn为第n种目标相对于费用的换算系数。
更进一步的，步骤四中不同的换乘方案为旅行时间最短的出行方案、换乘次数最少的出行方案、费用最少的换乘方案和距离最短的换乘方案中一种或多种的组合。
本发明的有益效果是：
1)、本发明给非直达的两个城市之间建立了一个高铁换乘模型，解决了无法乘坐高铁直接从一个城市到达另一个城市的问题，使得出行过程能够更加方便快捷；
2)、本发明既能够为旅客分别提供基于时间、换乘次数、票价、距离等出行指标的换乘方案，又能够给出综合运用这几种指标确定的换乘方案，给旅客提供了多样化的选择余地；
3)、本发明给非直达的两个城市之间提供一种高铁换乘方法，旅客换乘作为衡量客运服务质量的重要指标，提出满足旅客个性化需求的出行方案具有一定的现实意义。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的非直达城市间使用高铁出行的换乘方法，方法包括建立旅客换乘方案优化数学模型，以旅行目标值与换乘目标值之和最小作为目标函数值；针对不同的出行目标，给出不同的出行指标，包括旅行时间、换乘次数、票价和距离；综合考虑各项指标，提出一个综合指标；基于不同的目标给出不同的换乘方案。具体的操作步骤如下：
步骤1：建立旅客换乘方案优化数学模型
以旅行目标值与换乘目标值之和最小作为目标函数值，考虑旅客从起始站a站出发、到b站终到、在中转站进出平衡的约束条件下，建立以下旅客旅行路径及换乘选择问题的数学模型：
s.t.
式中，设xpqr为0,1变量，当旅客从p站到q站乘坐r高铁时为1，否则为0；xqsr'为0,1变量，当旅客从q站到s站乘坐r’高铁时为1，否则为0；ωpqr为旅客从p站到q站乘坐r高铁时的旅行目标值；ω'qrr'为旅客在q站从r高铁换乘r’高铁时的换乘目标值；q为中转站集合；a,b分别为旅客旅行的始发站、终点站；rpq为经过p站到q站的高铁合集。
步骤2：步骤1中ωpqr和ω‘qrr'针对不同的目标，其取值如下：
a.旅行时间：包括高铁的运行时间和换乘时间。运行时间取旅客乘坐的高铁从上车站到下车站的到开时间差。换乘时间取换乘的两高铁在换乘站的到开时间差，若差值小于一个紧接续标准σ(一般取σ＝20min)，则时差应加1440min。即ωpqr＝t'qr-tpr，ω‘qrr'＝mod{tqr'-t'qr-σ+1440,1440}。其中，tpr为r高铁在p站的开车时间；t'qr为r高铁在q站的到达时间。
b.换乘次数：高铁在运行途中，若不换乘，则取ωpqr＝0，若换乘一次，则取ω‘qrr'＝1。
c.票价：即为高铁票价。ωpqr＝m'pqr，ω‘qrr'＝0，其中m'pqr为高铁从p站到q站的票价。
d.距离：即高铁运行距离。ωpqr＝dpq，ω‘qrr'＝0，其中dpq为p站到q站的里程。
步骤3：综合考虑步骤2中各种目标，提出一个综合指标：
即
式中，ω代表ωpqr，ω‘qrr'；k为所考虑的目标的种类数；i”n为第n种目标；jn为第n种目标相对于费用的换算系数，其取值可由专家打分法求得。
步骤4：在确定换乘方案的过程中，若只考虑单个目标，当ωpqr和ω‘qrr'针对旅行时间时，可给出旅行时间最短的出行方案；当ωpqr和ω‘qrr'针对换乘次数时，可给出换乘次数最少的出行方案；当ωpqr和ω‘qrr'针对费用时，可给出费用最少的换乘方案；当ωpqr和ω‘qrr'针对距离时，可给出距离最短的换乘方案。若综合考虑换乘的各种影响因素，根据旅客个性化需求设置相应的优先级，修改步骤3中的换算系数，即可给出综合各项目标的换乘方案。