一种可改善整体换乘性能的城市公共交通网络优化方法

摘要

一种可改善整体换乘性能的城市公共交通网络优化方法，将公交网络表示成站点和线路(即派系，网络中的最大完全子图)的关系，包括以下步骤：设定网络直径为N，模拟待优化的实际公交网络的成长过程，原始网络从只有一个派系开始，每个时间步向原始网络中增加一个派系，原始网络由彼此重叠的派系组成，网络将从逻辑上表现为(N+1)层结构，其中第(m-1)层的派系映射为m层的一点(1≤m≤N+1)；每个时间步在增加一个派系后进行网络调节，保证每层网络都由派系组成，使得经过优化后的公交网络是一个理想N深度派系网络。本发明能有效地降低公交网络的平均换乘次数和平均最短路径时间系数，提高公交线路的聚集程度，从而实现更高的公交系统换乘效率。

主权项

一种可改善整体换乘性能的城市公共交通网络优化方法，其特征在于：所述优化方法包括以下步骤：步骤1：初始化派系，按照每条派系所包含的节点的度的总和的大小，对待优化的公交网络中所有的线路进行降序排列成序列H，所述派系为公交线路，所述度是指一个节点的相邻节点的个数；步骤2：设定理想n深度派系网络的深度值为N；步骤3：初始化每一深度网络，原始网络为序列H中的第一条派系c0，c0是由m个节点构成，即一条具有m个站点的公交线路，第1~N层深度网络为1个节点；步骤4：向原始网络中新增一个派系，即将序列H中第i个派系ci加入，其大小为m，从找出ci中的原有节点，记为m1个，其余的m2个节点记为新增节点(i=1,2,…)；步骤5：若第k层有新派系出现，0≤k≤N‑2，将新增派系映射成第(k+1)层的一个节点，如该节点所对应的原始网络中的节点包含在上一次N‑深度派系网络映射中的节点中，则删除该节点，否则进入步骤6；步骤6：若该节点与某个已有的第(k+1)层派系构成新的最大派系，找出所述最大派系，使它们组成新派系，这时第(k+1)层的派系数不变；如果不存在最大派系，则从第(k+1)层的已有派系中找出一个包含该点的最大完全子图，即包含该点的最大派系，使它们与该节点构成第(k+1)层的一个新派系，第(k+1)层的派 系数加1；步骤7：按照步骤5，对网络进行(N‑1)次映射，当在第(N‑1)次映射时，网络是由一条派系构成，即映射成了理想N深度派系网络，若在第(N‑1)次映射时，网络不能成为一条派系，进入步骤8；步骤8：若在第(N‑1)次映射时不能成为一条派系，则根据原新增派系ci映射到1深度网络中的节点与已有派系的相似度S，选择出具有相似度最大的派系c，如果相似度S小于等于阈值P，则在原始网络中，调节新增派系ci中的m1个原有节点的连接，使得ci映射到1深度网络中节点与派系c构成一个新的派系c'；否则，根据新增节点逐个加入到与该节点有最小L的派系中；派系间的相似度是指两条派系间的公共节点数目，L是节点与派系所包含节点的Space L距离的最小值；步骤9：返回步骤4，若所有的派系都加入到网络中，而该网络是一个理想N深度派系网络，所述理想N深度派系网络为优化后的城市公共交通网络。