基于公交网络模型的最优路径算法研究与实现

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1、摘要城市公共交通是整个城市交通系统中的一个重要组成部分，它的发展水平是衡量城市现代化程度的重要标志，同时也是解决大中城市交通拥挤问题的最佳途径。而基于公交网络模型的最优路径选择是城市公共交通中的一个重要子系统，是公共交通优先的保证，它对城市结构的完善、土地使用的合理化有着重要的意义。本文首先对国内外城市基于公交网络模型的最优路径算法的研究和实践进行了总结，在此基础上分析了城市公交系统高效运行的实现条件和影响因素。接着介绍公交网络的图的存储表示，并在分析公交网络模型的基础上将其抽象成具有拓扑性质的网络图。然后提出了用“平均换乘次数"来对公交网络的可达性进行评价，并给出了基于

2、N次换乘矩阵和基于A木算法的平均换乘次数计算方法。如果在乘客的步行距离范围内，他们可能步行以减少公交换乘的次数，本文据此给出了一种考虑步行换乘的平均换乘次数计算方法，并且通过一个实例分析验证了该算法的有效性。对于公交网络最优路径选择问题，本文给出了两种算法：一种是基于网络变换的最短路径算法，公交网络经过网络变换，有换乘的网络问题变换为没有换乘的网络问题，避免了计算直达矩阵与最小换乘矩阵；一种是基于前N条最短路径的以换乘次数最小为第一目标、出行距离最短为第二目标的路径选择模型，并考虑乘客在步行距离范围内步行以减少公交换乘次数的实际情况，给出了一个考虑步行换乘的双目标公交路径

3、选择算法。本文以长沙派诺电子科技有限公司提供的长春市城市空间数据为基础，完成了长春市公交信息查询系统的设计与开发。系统的主要功能公交网络最优路径查询，用户通过键盘输入起终点或图上点击选择起终点，然后系统就可以列出所有的以换乘次数最少为第一目标、出行路径最短为第二目标的出行方案。另外，系统还有信息查询功能即公交站点查询、公交线路查询、地名查询及公共场所查询等，并可进行精确查询和模糊查询。最后，对本文进行了总结，并对进一步的研究提出了一些建议和展望。关键词：公交网络，平均换乘次数，公交换乘，最优路径，MapXABSTRACTUrbanpublictransportationi

4、sanimportantpartofthewholeurbantransportationsystem，itsdevelopmentlevelisnotonlyasignificantsymboloftheurbanmodernization，butalsoanoptimalapproachofsolvingurbancrowdedtrafficproblem．Thepublictrafficnetworkmodelandthealgorithmofitsoptimumroutechoiceisanimportantsubsystemofurbantransportati

5、onsystemandtheguaranteeofthecitytransportpriority,whichissignificantfortheperfectionofthecitystructureandrationalizationoflanduse．Thispaperfirstlysummarizestheresearchesandpracticesonthepublictrafficnetworkmodelandthealgorithmofitsoptimumroutechoiceofforeignandurbancities，analysesthemeani

6、ngsofitandtherealizationconditionsandinfluencefactorsforeffectivenmning．Andthenitintroducesthechartstorageexpressionofthepublictrafficnetwork，whichisabstractedtoanetworkwiththetopologypropertyonthebasisofanalyzingthemodel．Afterwards，itbringsforwardthattheaccessibilityoftheurbanpublictraff

7、icnetworkCanbeevaluatedbyaveragetransfertimes(ATr)，andpresentstwoalgorithms：oneisbasedontheNthtransfermatrix，theotherisbasedonA木algorithm．Accordingtothefactthatpassengers。wouldliketowalktoreducetransfertimesusuallywithintheirwalkingdistance，anewalgorithmispresentedt