城市公交自主查询系统模型

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1、城市公交自主查询系统模型摘要：明年8月第29届奥运会将在北京举行，届时有大量观众到现场观看奥运比赛，其中大部分人将会乘坐公共交通工具出行。网络的普及，如果能预先了解出行的最佳路线，那对出行者尤其是对外地游人来说就带来了极大方便。但是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”等。因此，本文针对出行者的自身需求给出了求解最佳路线的数学模型。由于最佳路线受以上几个因素的影响，所以本文提出了两个数学模型分别求解出最优解。模型一是优先考虑最优的换乘次数，再找最短时间，再求最少费用。但从实际情况考虑

2、这个模型并不一定是最优的，因此该模型的基础上又提出了模型二，用邻接矩阵的方法建立模型，该模型能同时找出三者分别达到最优的最佳路线，然后出行者可以根据自身需求找出一个最优路线。而且模型二对问题二的解决也相对容易，只需要在问题一的模型里面添加上可换乘地铁的线路再进行搜索即可。实验结果表明：用模型一对问题一中（1）的最佳路线是：换乘车一次，最短时间为101分钟，车费3元；用模型二不仅可以得出以上结果，还可以得出换乘车二次，最短时间73分钟，车费3元。针对问题二中同时考虑公汽和地铁线路用模型二进行求解，得到线路（6）的最佳路线是：乘T2直接到达，最短时

3、间为20分钟，车费3元，若只乘坐公汽则需要转乘一次，最短时间为65分钟，车费2元，基于大多数乘客考虑显然第一条路线为最佳路线。将模型二进行拓展则可以解决问题三中考虑步行的情况，将问题三中的步行视为第三种可以到达任意站点出行方式，故只需改变邻接矩阵即可找出任意两站点之间的最佳路线。本文运用所建立的模型，基于MATLAB编程设计出一套城市公交自主查询系统，在模型的推广中详细的介绍了该系统。运用该系统输入系统中存储的任意两站点，即可寻找出满足各种不同需求的最佳路线。关键词：公交换乘，邻接矩阵，布尔法则，多目标规划24一、问题的重述与分析1.1背景的分

4、析2004年12月10日，北京市交通委员会副主任刘小明在奥运新闻中心表示，大力发展公共交通是世界各大城市解决交通问题的惟一出路，为了确保北京全面、协调、可持续发展，确保奥运会的顺利举行，北京市计划到2008年，公共交通将占城市出行比例的50％以上，全天候的公交出行比例占40％至42％。刘小明说，公共交通是城市发展过程中能够支持城市高效运转的重要方式，在纽约、东京、巴黎等大城市，公共交通所占的通行比例达到60％以上，而目前北京公共交通仅占城市出行比例的26.5％。对此，北京市政府决定，在发展交通系统方面将给予公共交通，特别是轨道交通更多的优先。刘

5、小明表示，市交通委员会今后将通过建设公交专用道网络和加强改善公交系统运营等措施，在城市中形成准快速的公共交通系统、增强公共交通吸引力，从而实现到2008年公交占城市交通结构40％的预期目标。1.2问题的叙述明年8月第29届奥运会将在北京举行，届时有大量观众到现场观看奥运比赛，其中大部分人将会乘坐公共交通工具出行。近年城市的公交系统有了很大发展，北京市的公交线路已达800条以上，使得公众的出行更加便利，但同时也面临多条线路的选择问题。针对市场需求，公司准备研制开发一个解决公交线路选择问题的自主查询计算机系统。为设计该系统，其核心是线路选择的模型与

6、算法，从实际情况出发考虑，满足查询者的各种不同需求。现要求解决如下三个问题：1）、仅考虑公汽线路，给出任意两公汽站点之间线路选择问题的一般数学模型与算法。并根据附录数据，利用你们的模型与算法，求出以下6对起始站→终到站之间的最佳路线（要有清晰的评价说明）。(1)、S3359→S1828(2)、S1557→S0481(3)、S0971→S0485(4)、S0008→S0073(5)、S0148→S0485(6)、S0087→S36762）、同时考虑公汽与地铁线路，解决以上问题。3）、假设又知道所有站点之间的步行时间，要求给出任意两站点之间线路选择

7、问题的数学模型。1.3城市公交网络的特点分析城市中公交线路网是建立在道路网之上,依据道路建立的网络模型并不能直接应用于公交网络,这是因为公交网络与道路网络相比有它的一些特点。l连通性在道路网络模型中,通常是将道路交叉点抽象成一个结点,也就是说该结点连接着多条路段,路段与路段之间在该结点处具有连通性。但在公交网络中,如果将公交站点视为结点的话,那么同路公交线路在该点的连通性与不同公交线路在该点的连通性是有差别的,这是因为不同路的公交线在同一站点上的连通是需要换车而增加时间消耗的。另外多条公交线路虽然可以相交于空间上的同一个点,但是该点不一定是公交

8、停靠站点,或者不是同时有停靠点,在这种情况下不同公交线路在这一点也不是连通的。l公交站点的特性在公交线路网中,不同的线路上一定会有同名站点,但在公交站