一种公交线路换乘方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于涉及交通信息领域，主要应用于在公众出行信息服务平台中传递公交 线路换乘确定方法。
【背景技术】
[0002] 公共交通在现代都市中起着越来越重要的作用，是人们出行的首要选择。但随着 城市化进程的加快，公交半径进一步扩大，换乘成为公众乘车首要考虑的因素。因此有必要 建立一个快捷的公交线路换乘方案。
[0003] 目前，公交查询系统主要采用Dijkstra的方法，从平面上利用距离来减少搜索区 域提高效率，但是在计算距离过程中，增加了计算开销。另外，Dijkstra方法的前提是乘客 在任何公交站台都考虑转车，实际上这样的乘车方案没有任何意义。本发明从分析公共交 通网络特性着手，建立了站点的公交网络通达矩阵，并在其基础上设计了更加合理的换乘 路线方法：换乘次数最少为首要条件，站数最少为次要条件。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种能够提高公交换乘效率的方 法。站站之间以"换乘次数最少为首要条件，站数最少为次要条件"的最优乘车路线方法。 该方法首先求出站站之间的换乘矩阵，然后根据换乘矩阵计算得到经过站点的数目。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案方向如下：
[0006] 1)从站点入手，构造连通有向图，即把公交线路视为"边"，若两公交站点中有共同 线路就相连。从中选取与换乘次数、站点个数相关的最优乘车出行方案；
[0007] 2)在保证换乘次数相同的前提下经过的站点最少。
[0008] 具体讲，本发明采用的技术方案是：
[0009] 第一步、建立换乘矩阵得到最少换乘次数
[0010] 把站点视为"节点"，把线路视为"边"，若两站点中有共同线路就相连，构造连通有 向图，记为G(V，E)，式中V、E分别是G的节点集合和边集合。然后利用图论理论对网络换 乘进行分析，建立换乘矩阵H= (hmn)，式中的m、n属于V，hmn为从节点m到节点η的最少换 乘次数。
[0011] 对图1建立初始换乘矩阵。如果任意两个站点m、η之间可以直达，则hm= 1，否 则1= 0。这样就可获得初始换乘矩阵Η。(6X6)。如图2所示。
[0012] 假设公交网络有q个站点。结合公交网络有向图的实际，可得换乘矩阵（qXq)的 方法如下：
[0013] ①初始换乘矩阵H。:首先输入所有站点，如果任意两个站点m、η之间可以直达，则 11|"1=1，否则11|1111=0(111、11 = 1，2，"*，9)。这样就可获得初始换乘矩阵!1。。
[0014] ②一次换乘矩阵Η1:初始换乘矩阵Η。中若hmn= 1则保持不变。对于Η。中的任一hmn= 〇,如果存在一个k(k= 1，2，"^q)，使得hmk= 1且hkn= 1，则hmn= 2 ;否则保持不 变。对Η。中的所有hji行上述运算，就可得到一次换乘矩阵Hi。如果Hi中所有h^gO， 则停止，否则继续下一步；
[0015] ③二次换乘矩阵H2:-次换乘矩阵I中的hm若1彡hm彡2则保持不变。对于I 中的任一hmn= 0,如果存在一个k，使得hmk= 2且hkn= 1，则hmn= 3 ;否则保持不变。对 氏中的所有的hJi行上述运算，就可得到二次换乘矩阵Η2。如果H2中所有h""辛0或者Η2 =氏，则停止，否则继续下一步；
[0016] ④η次换乘矩阵Ηη:假设已得到η-1次换乘矩阵Hni，Hni中的h""若1 <h""彡η-1 则保持不变。如果Hni中的任一hmn= 0,如果存在一个k，使得hmn=η且hkn= 1，则hmn = n+1 ;否则hm= 0保持不变。对Ηn中的所有的hJi行上述运算，就可得到η次换乘矩阵 Ηη。如果Ηη中所有0或者Ηη=Ηη1，则停止，否则继续下一步。
[0017] 为了便于对换乘次数理解，需要特别说明的是：0表示所对应的两站点不能连通， 非0元素减1表示两站点间实际的换乘次数。
[0018] 图3为根据方法得到的最终换乘矩阵。也就是说图1代表的公交网络经过三次矩 阵运算就可以得到最终的换乘矩阵。在解决了换乘次数问题之后，下面的方法就是解决在 换乘次数相等的条件下站点数目的问题。
[0019] 第二步、换乘次数相等条件下站点数目最少方法
[0020] 对图3而_
[0021] 对任意两个站点m与n，分别选出所有经过站点m及站点η的线路，其中经过站点 m的所有线路集合记为Lm，经过站点η的所有线路集合记为Ln。
[0022] (1)直达车方法
[0023] 若hmn= 1，此时表示从m到η有直达车。对任意LLm门Ln，若此时m，η在这 条线路中的位置分别为Uin，则经过的站点为Cnni= |in-i"J。这样的L1有r条，则统计r 个Cnni。
[0024] (2) -次换乘方法
[0025] 若1= 2,此时必须转一次车才可以到达终点。对任意的ke{1，2，…， q}Λ(k辛m)Λ(k辛η)，若存在这样的k，使得hmk= 1且hkn= 1，那么找出同时经过站点 m、k的线路集合Lmk (rl条），同时经过站点k、n的线路集合Lkn (r2条）。按照直达车方法分 别算出A条站点m、k间的站数Ckm，:r2条站点k、η间的站数Cnk。
[0026] m、η间总站数Cnni=Cnk+Ckni，统计Cnni的值（最多个数为riXr2)。
[0027] (3)η(η彡2)次换乘方法
[0028] 若hmn=η+1，此时必须转η次车才可以到达终点。对任意的ke{1，2，…， q}Λ(k乒m)Λ(k乒η)，若存在这样的k，使得hmk=η且hkn= 1(hmk= 1且hkn=η类 似），那么找出同时经过站点m、k的线路集合Ι^(γ1条），同时经过站点k、n的线路集合 Lkn (r2条）。按照η-1次换乘方法算出条站点m、k间的站数Ckm，按照直达车方法算出r2 条站点k、n间的站数Cnk。
[0029] m、n间总站数Cnm=Cnk+Ckm，统计Cnm的值（最多个数为riXr2)。同法可以算出hmk =1且hkn=η时m、η间总站数Cnm，统计若干个Cnm的值。
[0030] 在换乘次数相同的前提下，求出集合Cnni中最小的N个，则这N个结果对应的N种 线路组合便是站数较短的线路。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明第一步中一个简单的公交网络图；
[0032] 图2是本发明第一步中初始换乘矩阵图；
[0033] 图3是本发明第一步中三次换乘矩阵图；
[0034] 图4是本发明效果分析中三种公交方法的路径搜索运行时间图；
[0035] 图5是本发明效果分析中两种公交网络模型占用存储空间图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限 制。
[0037] 第二步、换乘次数相等条件下站点数目最少方法
[0038] 对任意两个站点X与y，分别选出所有经过站点X及站点y的线路，其中经过站点 X的所有线路集合记为Mx，经过站点y的所有线路集合记为My。
[0039] 1直达车方法
[0040] 若MxnMy乒Φ，则此时表示从X到y的直达车。对任意LieMxnMy，若
[0041] 1.LieMo(Mo表示单行线的集合），此时x，y在这条线路中的位置分别为ix，iy。 有以下两种情况：
[0042] (1)当ix>iy时，则说明此线路虽然直接连接了X与y，但运行方向是反向，此条 线路行不通；
[0043] (2)当ix<iy时，则计算ci=iy-ix。
[0044] 2.LieMd(Md表示双行线的集合），则计算ci=Iiy-ixI。
[0045] 3.LieMs(Ms表示环形线的集合），则存在如下两种情况：
[0046] (1)当ix>iy时，则计算ci=