轨道交通网络有效路径搜索算法的改进及实现
发布时间：2021-01-13 00:25
城市轨道交通网络有效路径的判定是网络客流路径分析的基础和关键。本文分析了轨道交通网络节点的处理方式,给出了有效路段和冗余路段的定义和判定规则,在实际应用中发现由于网络节点的特殊处理方式,搜索得到的部分有效路径中存在冗余路段,通过设置换乘节点变量和对路径换乘节点序列的子序列的判断,提出识别冗余路段的方法,并在现有的搜索算法中增加冗余路段的判定步骤,从而改进了算法。在实例计算中,合理确定网络伸展系数的取值,运用Python脚本语言编程实现改进后的算法。程序运行结果表明改进后的算法能正确筛选出轨道交通网络的有效路径,并输出完整的有效路径信息,验证了算法的有效性。
【文章来源】：西华大学学报(自然科学版). 2019,38(01)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
普通车站停车弧示意图
crsk为路径k的阻抗;minicrsi为最短路径阻抗;Hrs为非负的路径伸展系数。3)路径k的换乘次数小于等于网络最大换乘次数限制，即Tk≤Tmax(2)式中:Tk为路径k的换乘次数;Tmax为网络最大换乘次数限制。2冗余路段定义及判定2．1路径冗余路段定义由于轨道交通车站节点的特殊处理，在实际操作过程中，通过未改进的有效路径算法搜索到的仅仅满足1．2中有效路径判定规则的部分路径中还包含了不符合换乘逻辑的路段。为了说明上述路段的特征，图3为某个换乘车站网络节点的示意图，虚线框线内的节点归属于同一个车站，其中节点18、19、74、75为换乘车站节点，其余为普通车站节点。图3换乘车站网络节点示意图假如某位乘客从车站A上车，在车站B下车，其间经过了两段区间运行时间和一段换乘时间，可以看出，符合该乘客正确换乘逻辑的路径应该是17－18－75－76。通过未改进的算法搜索到的相同起终点的路径有17－18－74－75－76、17－18－19－75－76和17－18－74－19－75－76。这些路径中均包含了不符合逻辑的停车时间和换乘时间，相应的18－74－75、18－19－75、18－74－19－75均可判定为冗余路段。结合以上分析，给出冗余路段的定义。定义2当有效路径的路段两端节点为换乘车站节点，且在路径中体现为冗余停车时间或冗余换乘时间，则称该路段为冗余路段。2．2路径冗余路段判定通过分析可以发现，不包含冗余路段的有效路径中，路径经过某换乘车站或在某换乘车站进行换乘则有且只有两个换乘车站节点。因此，路径中冗余路段的判断逻辑为:如果有效路径中有连续3个或3个以上换乘车站节点，则该路
澜煌ㄆ胀ǔ嫡痉植鸨硎疚?３到诘愫统?发节点，其间增加停车弧表示停车时间。除固定的区间运行时间、停车时间之外，换乘步行时间和换乘等待时间也是轨道交通网络阻抗的重要组成部分。对于轨道交通换乘站而言，节点阻抗存在两种情况:一方面，如果乘客在换乘站不需要换乘，则只经历停车时间，可看作普通车站，通过停车弧对其进行表示;另一方面，如果乘客在换乘站进行了换乘，则存在换乘时间，需要引入换乘弧对其进行描述。处理后的整个城市轨道交通网络可以用“带权有向图”来描述。图1和图2分别表示普通车站和换乘车站的网络节点示意图。图1普通车站停车弧示意图图2换乘车站换乘弧示意图1．2有效路径判定规则在一次出行中，轨道交通乘客总是希望选择出行费用(时间、票价等)最少的路径，当起讫站点间有多条路径可选时，乘客不会考虑全部的路径，而是将其中几条作为备选方案，那些被大多数乘客所考虑的费用相近的路径便称为“有效路径”。常用的有效路径判定规则采用“相对值”法［13－15］，同时考虑到换乘次数的增加也会降低乘客的舒适性，因此在有效路径的判定规则中增加换乘次数的限制。定义1当OD对(r，s)间的路径k满足以下3个条件，则称其为有效路径。1)路径k中不存在环路，即不重复经过同一个节点。2)路径k的阻抗小于等于最短路径阻抗的1+Hrs倍，即:第1期仲飞翔等:轨道交通网络有效路径搜索算法的改进及实现901
本文编号：2973841
【文章来源】：西华大学学报(自然科学版). 2019,38(01)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
普通车站停车弧示意图
crsk为路径k的阻抗;minicrsi为最短路径阻抗;Hrs为非负的路径伸展系数。3)路径k的换乘次数小于等于网络最大换乘次数限制，即Tk≤Tmax(2)式中:Tk为路径k的换乘次数;Tmax为网络最大换乘次数限制。2冗余路段定义及判定2．1路径冗余路段定义由于轨道交通车站节点的特殊处理，在实际操作过程中，通过未改进的有效路径算法搜索到的仅仅满足1．2中有效路径判定规则的部分路径中还包含了不符合换乘逻辑的路段。为了说明上述路段的特征，图3为某个换乘车站网络节点的示意图，虚线框线内的节点归属于同一个车站，其中节点18、19、74、75为换乘车站节点，其余为普通车站节点。图3换乘车站网络节点示意图假如某位乘客从车站A上车，在车站B下车，其间经过了两段区间运行时间和一段换乘时间，可以看出，符合该乘客正确换乘逻辑的路径应该是17－18－75－76。通过未改进的算法搜索到的相同起终点的路径有17－18－74－75－76、17－18－19－75－76和17－18－74－19－75－76。这些路径中均包含了不符合逻辑的停车时间和换乘时间，相应的18－74－75、18－19－75、18－74－19－75均可判定为冗余路段。结合以上分析，给出冗余路段的定义。定义2当有效路径的路段两端节点为换乘车站节点，且在路径中体现为冗余停车时间或冗余换乘时间，则称该路段为冗余路段。2．2路径冗余路段判定通过分析可以发现，不包含冗余路段的有效路径中，路径经过某换乘车站或在某换乘车站进行换乘则有且只有两个换乘车站节点。因此，路径中冗余路段的判断逻辑为:如果有效路径中有连续3个或3个以上换乘车站节点，则该路
澜煌ㄆ胀ǔ嫡痉植鸨硎疚?３到诘愫统?发节点，其间增加停车弧表示停车时间。除固定的区间运行时间、停车时间之外，换乘步行时间和换乘等待时间也是轨道交通网络阻抗的重要组成部分。对于轨道交通换乘站而言，节点阻抗存在两种情况:一方面，如果乘客在换乘站不需要换乘，则只经历停车时间，可看作普通车站，通过停车弧对其进行表示;另一方面，如果乘客在换乘站进行了换乘，则存在换乘时间，需要引入换乘弧对其进行描述。处理后的整个城市轨道交通网络可以用“带权有向图”来描述。图1和图2分别表示普通车站和换乘车站的网络节点示意图。图1普通车站停车弧示意图图2换乘车站换乘弧示意图1．2有效路径判定规则在一次出行中，轨道交通乘客总是希望选择出行费用(时间、票价等)最少的路径，当起讫站点间有多条路径可选时，乘客不会考虑全部的路径，而是将其中几条作为备选方案，那些被大多数乘客所考虑的费用相近的路径便称为“有效路径”。常用的有效路径判定规则采用“相对值”法［13－15］，同时考虑到换乘次数的增加也会降低乘客的舒适性，因此在有效路径的判定规则中增加换乘次数的限制。定义1当OD对(r，s)间的路径k满足以下3个条件，则称其为有效路径。1)路径k中不存在环路，即不重复经过同一个节点。2)路径k的阻抗小于等于最短路径阻抗的1+Hrs倍，即:第1期仲飞翔等:轨道交通网络有效路径搜索算法的改进及实现901
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