基于换乘次数最少的公交线路查询算法
基于最少换乘路径选择算法的改进
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Ｉ ｒｖｍｄＩ ｒＯｐｉ ｌ ａｈＳ ｌ ｔ ｎＡ ｇ ｒ ｈ ｗｔ ｎｍｕ Ｔ ａ ｓ ｒＴｍｅ ｍｐ ｏｅ Ｉｓ ０ ｔ ｔ ｅ ｃｉ ｌｏｉ ｍ ｉ Ｍｉｉ ｍ ｒｎｆ ｉ ｓ ｔｆ ｍａ Ｐ ｅ ｏ ｔ ｈ ｅ
ＪＮＧ Ｌ— ｏ ｇ ＭＡ Ｓ ａ ｇ ｃｉＳ Ｎ ｉ ｇ ！ ｉ ｒｎ ， ｈ ｎ — ａ ＨＥ Ｌａ ， ｎ （ ｆｒ ｔ ｎＭａ ａ ｅ ｎ，ｈ ｒ ｉ ｉ ｒ ｔ ｏ ｎ ｎ ｅ Ｅ ｏ ｏ ｉ ，ａ ｕ ｎ０ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｉ ｏｍａ ｏ ｎｇ ｍｅ ｔ ａ ｘ Ｕｎｖ ｓｙ ｆ ｉａ ｃ ＆ ｃ ｎ ｍ ｃ Ｔ ｉ ａ ３ ０ ６ ｉａ ｎ ｉ Ｓ Ｌ ｅｉ Ｆ ｓ ｙ Ｃ
传 统的 广度 优 先搜 索算 法 中存在 的 问题 做 出适 当的 改进 。
关 键 词 ： 短路 径 ； 度 优先 搜 索算 法 ； 少换 乘 最 广 最
中图分 类 号 ： Ｐ ０ Ｔ ３１
文 献 标 识码 ： Ａ
文 章 编号 ：０ ９ ３ ４ （０ ００ — ６ — ３ １ ０ — ０ ４２ １ ）１ １ ８ ０
交 通 出行 。但 正 因 为路 线 的 众 多 ， 给人 们 出行选 择 路 线 带来 了一 定 的 困扰 。在 综 合 考虑 了时 间 ， 费用 ， 离 的基 础 上 ，小 的代 价 的 路线 作 为 出行路 线 付 目前 ， 已经 有许 多 的研 究 者在 公 交最 优 路 径 选 择 问题 中做 出 了相 关 研究 。王 建 林 提 出 一种 基 于 换 乘 次 数最 少 的城 市公 交 网络 最 优路 径 算 法 ， 中充 分 考 虑 了乘 客 乘 车 时 的 心理 因素 ， 指 出换 乘 次 数 最 少 是 乘 客 出 行 时 考虑 的 首 要 因 素… 胡霍 真 等 人 将 最 短 文 并 ： 路径 算 法 应 用 到公 交 车 网络 中 ， 通 过 实 验验 证 该 算 法 取 了 较好 的查 询 结 果［ 李 洪波 等 人 提 出 了 一种 动 态 优 化 的 Ｆｏｄ最 短 路径 并 ２ １ ； ｌ ｙ
公交出行路径蚂蚁算法
交 通 运 输 工 程 学 报第 4 卷 第 4 期 V ol 14 N o 142004 年 12 月Dec . 2004Journal of Traffic and Transportation Engineering文章编号 :167121637 (2004) 0420102204公交出行路径蚂蚁算法李文勇1 ,2 ,王 炜1 ,陈学武1(11 东南大学 江苏省交通规划与管理重点实验室 ,江苏 南京 210096 ;21 桂林电子工业学院 机电与交通工程系 ,广西 桂林 541004)摘 要 :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 。
关键词 :交通信息工程 ;公共交通 ;蚂蚁算法 ;换乘 ;路径选择 中图分类号 :U491文献标识码 :ABus travel transit p ath b a s ed on ant al gorithmL I Wen 2yong1 ,2, WANG Wei 1 , CHE N Xue 2wu1(11 K ey Lab oratory for Transportation Planning and Manag ement of Jiangsu Province , S ou theast University ,Nanjing 210096 , C hina ; 21Department of Electronic Machinery and Traffic Eng ineering ,G u ilin University o f Electronic Techn olog y , G u ilin 541004 , C hina )Abstract : C onsidering the character of bus passenger travel , a bus travel transit path query algorithm with the least transfer tim es was brought out , which was based on ant algorithm and Dijkstra algorithm of bus st op s query. Using the path selecti on character of ant l ooking for food and the principle of refreshing bus 2line πs horm one intensity , the algorithm achieved the optim iz ati on goals of bus travel path selecti on , which were the least transfer times and bus stop s. Applicati on results show that this m ethod can reflect the real situati on. 3 figs , 8 refs.K ey w or d s : traffic inform ati on engineering ; public transportati on ; ant algorithm ; transit ; route choice Author resum e : L I Wen 2yong (19762) , m ale , doctoral student , 86225283794213 , gl - lwy @sohu. com.求 。
基于最小换乘模型的公交查询系统的设计与实现
３ 公 交 车 站 路 线 表 ， 表 ３ 用 于 公 交 出 行 查 ） 如 ，
询， 包括公交 车站信 息 、 线路 信息 以及 出行方 案查
询等 ．
换乘 为前提 ， 站数最少 的公交 出行 方案 ， 在地 图 并
４０ ６ ） ３０５
４０６） ３ ０ ３
（ 家庄 钢 铁 有 限责 任 公 司 自动化 部 信 息 中 心” 石 家庄 石
００３） ５ ０ １
摘 要 ： 计 并 实 现 了含 电子 地 图 的公 交 查 询 系 统 ， 括 站 点 、 路 和 出 行 方 案 等 ３种 查 询 方 式 ． 设 包 线 阐 述 了站 站 之 间 以“ 乘次 数 最 少 为 首 要 条 件 ， 换 站数 最 少 为 次 要 条 件 ” 最 优 乘 车 路 线 算 法 ： 出换 的 求
２ １ 模 型 抽 象 与 问 题 分 析 ． 公 交 网 络 本 身 所 具 有 连 通 性 、 点 性 、 向 节 有 性 ， 将 其 视 为 一 连 通 的有 向 图 ； 虑 到 人 们 乘 车 可 考 的 一 般 心 理 ， 多 数 以 换 乘 次 数 最 少 为 第 一 目标 、 大 站 数 最 少 为 第 二 目标 ［ ． 其 算 法 如 下 ． 因 Ｊ １ ）从 站 点 人 手 ， 造 连 通 有 向 图 ， 把 公 交 构 即
１ 否 则 ｈ 一 ０ 、 — １ ２ … ，） 这 样 就 可 获 得 ， （ ７ ２ ，， ｑ． 初 始 换 乘 矩 阵 Ｈ。 ． ２ ）一 次 换 乘 矩 阵 Ｈ 初 始 换 乘 矩 阵 Ｈ。中
若 ｈ 一 １则保 持 不 变． 于 Ｈ。中 的任 一 ｈ 一 对
基于换乘次数最少的公交查询模型
关键词 ： 邻接矩 阵：最佳路径；数学模型
中图分类号： ５ ． Ｏｌ７６ 文献标识码： Ａ
这些年来， 市的公 交系统有 了很大发展， 城 使得公众 的出行更加通畅 、 便利， 同时也面临多条线路的 但 选择 问题 ． 一般来说，行人会选择最短路径，但 由于公 交系统的特 殊性， 在某些 最短路径上，需换乘 多次公
第 ３ 卷第 ・ ６ 期
西南
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． ｏ ． 烹 。
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文 章 编号 ：０ ３２ ４（０００—０ ８０ １０ －８ ３ １）１ ５—５ ２ ０
基 于换 乘 次数 最 少 的公 交查 询 模 型
续婷 。 ，朱烽
从 ｍ站到 ， ２ 转乘 １ 次可以完成此次行程， 现在要找出换乘的车次， 以及换乘车站， 所以将 写成如下形式 ：
Ａ ＝ＡＸＡ＝（ １ ２ ３ Ａ ＋Ａ ＋Ａ ＋… ＋ Ｍ） （ ｌ ２ ３ ｘ Ａ ＋Ａ ＋Ａ ＋… ＋ Ｍ）
＝
Ａ Ａ ＋ＡＡ ＋…＋ Ｍ＋ ４＋ ＋…＋ １Ｉ １２ １ ２ ２２ ２Ｍ＋……＋
差不 多， 以最短时间就可看 作找最少 站数 ． 所
１ 模 型 的建立 ． ２
１ ． 建 立邻接 矩 阵 ．１ ２
建立任意两站点之 间可以由第ｉ 路车连接的邻接矩阵为（ 如总站点数为 Ｎ ） ：
（ ） ⅣⅣ＝
其 中
ｆ 从 站到 能由第ｉ １ 站 路车连接，
１ 到站 能 第路 连 ． 站 不 由 ｆ车 接 ０从
＋…＋ ４
＋ ……＋
（） ７
西南民族大学学报 ・ 然科学版 自
Ａ × Ａ Ｘ Ａ
公交系统快速查询的优化模型与算法
公交系统快速查询的优化模型与算法西北工业大学刘倩，陈哲赳，贾艳华指导教师：肖华勇摘要对北京将要举办的第29届奥运会，交通问题十分重要。
研制一种快速查询系统，帮助用户特别是那些不熟悉北京交通的用户，快速查询从出发点到目标站如何到达及最优路线十分重要。
本文针对该实际问题，提出该问题的一般数学表达模型及有效的算法。
对问题一，我们采用一个三维0-1矩阵完整的表达了任意两站点间的线路信息。
建立了表达任意两站点到达情况的0-1决策变量，并以换乘次数最少，时间最少，费用最少为目标的多目标非线性规划模型。
为求解该模型，我们提出了以换乘次数为步长的快速搜索算法。
并用邻接矩阵的方法计算出该城市公交网络系统通过2次换乘，可以完成99.98%站点对的互达，最多通过3次换乘，可以全部实现任意站点对的互达。
对该搜索算法，我们还进行了算法复杂性分析，分析表明，该算法对换乘次数不大情况下是快速有效的。
利用该算法，我们得到了问题一的结果：对(1)S3359→S1828,我们得到2条换乘1次，时间为101分钟，费用3元的线路。
同时得到4条换乘2次，时间为76分钟，费用3元的线路.对(2)、S1557→S0481,我们得到1条换乘2次，时间为106分钟，费用3元的线路。
对(3)、S0971→S0485, 我们得到1条换乘1次，时间为128分钟，费用3元的线路, 同时得到1条换乘2次，时间为106分钟，费用3元的线路….更详细结果见附录一.对问题二，我们提出标准线路的概念，将地铁线路，地铁站和公交站，和地铁相连的公交站，都当作新增的线路来考虑。
文中重新考虑该线路的费用与时间，得到与模型一统一的模型。
在算法上，利用地铁站的特点，首先计算出地铁任意站间的时间矩阵和费用矩阵。
对两公交站(起始点和目标点)通过地铁到达情况，分为四种情况计算，分别采用合理算法进行搜索。
得到结果如下：对(1)（2）两对点，乘坐地铁对最优解没有改善,对(3)得到7条时间为96 分钟，费用为5元的线路. 对(4)得到1条时间为65.5分钟，费用为5元的线路, 对(5)得到1条时间为87.5分钟，费用为5元的线路, 对(6)得到1条时间为35分钟，费用为3元的线路.这些为问题一中费用最小的最优线路，提供了一种时间更少的线路。
公交线路中最优路线的查询算法设计
公交线路中最优路线的查询算法设计王朝晖,杨 洁(江苏省测绘工程院,江苏南京210013)摘 要 在一个公共交通网络中寻找两个结点间的一条最佳路径,使之换车次数最少。
利用GIS地理分析的特性,设计了合乎乘客心理的最优路线查询算法。
本算法是基于广度优先搜索提出公交路线最短路径选择的算法。
该算法对图的搜索方法提出了一个新的思路,经模拟试验,算法简单合理,运算速度快,容易在计算机上实现。
关键词 广度优先遍历 最优路线 数据库 地理信息系统0 引 言在智能交通系统中利用GIS、GPS等技术在全球范围内已是一种趋势。
网络分析中最基本最关键的问题是最短路径问题。
本文着重讨论交通系统中的最优路线查询。
在这里,最优并不意味着最短。
最优路线是指在通达出行者出行目的的多条线路中,能最好的满足出行者愿望的线路,即是出行效用最大的线路。
1 数据分析与组织对城市公交路线进行最优路径分析,需要将现实中的城市公交网络实体抽象化为网络图论中的网络图,然后通过图论中的网络分析理论来实现道路网络的最优路径分析。
111 基础数据在交通网络分析中,所需要的实用数据如下: 11111 道路网的空间信息 道路网的空间数据由一系列的结点以及连接这些结点的曲线构成。
这里的结点既包括道路中的站点,也包括道路的交叉点。
这种简单的数据源在对道路网的分析应用非常重要,如寻求道路网的最佳路径等。
11112 道路网的空间信息拓扑结构 在组织数据时,应存储道路网络的拓扑结构,比如在一个道路交叉点处,究竟有哪些道路在此交汇;一条道路究竟与哪些道路相连等。
有了道路网的这些空间拓扑结构信息,在进行道路网的最优路径计算时,会大大缩小道路网的搜索范围,从而提高运算速度。
11113 道路的属性 是指对道路特征的描述,如道路的名称、道路的等级、道路是否为单行道等。
112 公交网络的特点城市道路网络中的道路交叉点连接着与该路口连通的多条路段,而两路公交线路的站点在同一点时,同路公交路段之间的连通性和不同公交线路的连通性是有差别的,这是因为两路不同公交线路在空间上的同一站点的连通,要换车而增加了时间消耗。
基于最小换乘次数的最优路径算法
２０ ０ ７年 第 ３期
福
建
电
脑
１１ ２
基 于最小换乘次数 的最优路径算 法
朱 江 云， 王玉 琨
（河 南理 工 大 学计 算机 学 院 河 南 焦 作 ４ ４ ０ ５ ０ ３）
【 摘 要】 分析公 交网络的特点 ， 明公交 网络 中最短路径的 意义。根据乘客 出行 时考虑的首要 因素是还 乘次数最 少 ： 说 的 事 实 ， 虑 情 况 ， 出 了基 于 最 小 换 乘 次数 的城 市公 交 网络 最优 路 径 算 法 。 考 提 【 关键词 】 ：公交换乘 ； 少换乘 ； 交网络 ； 最 公 最优路径
０ ．引 言
下 车 。判 断 经过 ｃ站 点 的车 与 经过 Ｂ 站点 的车 是 否 有 公 共 站 点
在城 市 数 字地 图中 ． 共 交 通信 息模 块 是 必 不可 少 ． 交 换 Ｄ， 果 有 就 再 到 Ｄ 转车 ， 次 转 车 可 到 达 Ｂ； 果 没 有 。 需 要 公 公 如 两 如 则
１ 公 交 网络 的特 点 ． １１ 通 性 ．连
在 城 市 道 路 网 络 中 ．道 路 交 叉 点 无差 异地 连 接 着 与 该 路 口 连 通 的 多 条 路段 ． 节 点 之 间有 道 路 即就 是 连 通 的 。 在 道 路 上 两 但 连通 的 两 节 点 ． 公 交 网 络上 不 一 定 连 通 。 在 如有 道 路 连 接 而 无 公 交 车 到 达 的 某 两 点 多 条 公 交线 路 虽 然 可 以相 交 于 空 间 上 的 同 个 点 ， 是 该 点 不 一 定 是公 交 停 靠 站 点 ，或 者 不 是 同有 站点 ， 但 因而 不 同 公 交 线 路 在 此 是不 连 通 的 。 公 交 网络 中 ， 在 节点 的连 通
基于换乘次数最少的城市公交网络最优路径算法
文章编号:1000-8462(2005)05-0673-04基于换乘次数最少的城市公交网络最优路径算法王 建 林(浙江交通职业技术学院,中国浙江杭州 311112)摘 要:依据对公交乘客出行心理调查的统计结果,指出换乘次数最少是乘客出行时考虑的首要因素。
描述了传统的Dijkstra算法,并分析了Dijkstra算法不适合公交网络最优路径选择的原因。
最后根据公交乘客可以步行小段距离再转车的实际情况,提出一种基于换乘次数最少的公交最短路径改进算法。
关键词:公交网络;换乘次数;最优路径算法中图分类号:F294.3文献标识码:A1 公交乘客出行心理研究在城市电子地图中,公共交通信息模块是必不可少的,它为各种交通信息的查询、统计提供方便直观的手段,为市民的出行提供了方便。
在研究公交网络模型和最优路径算法时,有必要先了解公交乘客出行时所考虑的因素,通过对公交乘客出行心理、行为的研究来确定模型的优化目标和约束条件。
通常乘客选择出行路线时受到以下几个因素的作用:“换乘次数”、“出行距离”、“出行耗时”、“出行费用”。
换乘次数是指乘客在完成一次出行过程中所换车的次数。
出行距离则包括车上距离和车外距离,车外距离指的是乘客为了乘车而步行的距离,比如说从起点到上车站台的距离、中途换车所步行的距离以及从下车站台到终点的距离。
出行耗时指乘客在一次出行过程中所需的时间,它也包括车上和车外部分,车外耗时除了在车外距离部分所耗的时间外还包括在车站等车的时间。
出行费用指的是乘客在完成一次出行过程中所花的车费。
实际上这几个出行因素是相互影响的,如换乘次数和出行费用就是相关联的,特别是在一些实行一票制的城市中,这两个因素可以说是一致的。
本文参照了在南京市做的一个公交乘客出行心理调查统计结果[1],它主要对三个因素做了调查:换乘次数、出行距离、出行耗时。
从图1中可以看到有41.16%的乘客在选择出行路径时首先考虑的是换乘最少,其次考虑时间最短,而将路程最短作为出行时考虑的首要条件的乘客只占18.60%。