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一种基于里奇曲率用于公交线网优化的评估方法


技术摘要:
本发明公开了一种基于里奇曲率用于公交线网优化的评估方法,包括如下步骤,输入待优化的网络和出行需求大数据;S2、分别计算全样本和采集样本中每两个站点之间的里奇曲率,直到所有站点之间的里奇曲率全部计算完成;S3、根据计算获取的里奇曲率和站点间流量,评估需要  全部
背景技术:
目前,针对交通线网的优化方式一般是采用线性规划的方法,具体是基于 目标站 点规划线路,创建一套全新的网络而非对已有线路的改造;用线性规划  进行的线网优化或 设计是针对全局的规划,而非评估基于现有的公交线网重点 需要优化的路段在哪些位置。 部分方法由于多种原因,如受限于数据,对出行  需求考虑不够全面,出行的具体轨迹也不 清晰,无法对比存在的线网与真实出  行行为或需求之间的差异。还有部分方法虽考虑出行 起终点的位置,但未对规  划出的网络的结构所能够造成的影响进行评估,或规划线网未从 改造现有线网 的角度出发,因此不适用于对比较成熟的城市优化公交线网。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种基于里奇曲率用于公交线网优化的评估方法,  从而 解决现有技术中存在的前述问题。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下: 一种基于里奇曲率用于公交线网优化的评估方法,所述评估方法包括如下步  骤, S1、输入待优化的网络和出行需求大数据; S2、分别计算全样本和采集样本中每两个站点之间的里奇曲率,直到所有站  点之 间的里奇曲率全部计算完成; S3、根据计算获取的里奇曲率和站点间流量,评估需要优化的站点对。 优选的,步骤S1包括, S11、输入已预处理的待优化网络;该待优化网络包括站点集合  V={v(1) ,v (2) ,…v(N)}和线路集合E={e(1) ,e(2) ,…e(M)},各所述线路为一  系列站点的顺序集合; 其中,N为站点总数量;M为线路总数量; S12、输入已预处理的出行需求大数据;所述出行需求大数据包括公交刷卡  数据、 GPS定位数据和手机基站定位数据。 优选的,步骤S2包括, S21、在待优化网络中,任意取两个站点v(m)和v(n),计算该两个站点v(m)和  v(n) 之间的距离Dmn;在待优化网络中分别寻找该两个站点v(m)和v(n)的邻居节  点集合Δ(m) 和Δ(n);若该两个站点v(m)和v(n)直接相连,则将站点v(m)和v(n)分  别从其相应的邻居 节点集合Δ(m)和Δ(n)中去除;若某邻居节点在从站点v(m)到站  点v(n)的路径上,则将该 邻居节点去除; 其中,v(m)∈V,v(n)∈V,(1≤m,n≤N); S22、在邻居节点集合Δ(n)和Δ(m)中分别挑选出一个节点δn(i)和δm(j),循环  计 4 CN 111581759 A 说 明 书 2/7 页 算两个节点δn(i)和δm(j)之间的出行量fij和最短出行成本dij,直到邻居节点集  合Δ(m)和 Δ(n)中每个节点都配对完成计算; S23、计算两个站点v(m)和v(n)之间的里奇曲率; S24、循环执行步骤S21至步骤S23,直到所有站点或采样站点之间的里奇曲  率全 部计算完成。 优选的,所述两个节点δn(i)和δm(j)之间的出行量,以人为单位计数;所述  两个节 点δn(i)和δm(j)之间的最短出行成本为从节点δn(i)到节点δm(j)的最短网  络加权距离。 优选的,所述两个站点v(m)和v(n)之间的里奇曲率,通过如下公式计算获取, 其中,C(m,n)表示两个站点v(m)和v(n)之间的里奇曲率;Fmn=∑i∑jfij为两  个 站点v(m)和v(n)相应的邻居节点集合Δ(m)和Δ(n)之间流通的带方向的出行总  流量;Dmn 为两个站点v(m)和v(n)之间的距离;fij和dij分别为两个邻域内节点 δn(i)和δm(j)之间的 出行量和最短出行成本。 优选的,步骤S3中具体包括, S31、选取里奇曲率小于第一设定阈值的两个站点v(m)和v(n),说明该两点之  间 通路吸引力优于周围邻域的其他通路的吸引力; S32、判断该两个站点v(m)和v(n)之间出行流量Tmn是否小于第二设定阈值或  大于 第三设定阈值;若小于第二设定阈值,则说明这两站点v(m)和v(n)之间的路  段可以起到枢 纽作用但在实际中并没有发挥价值,因此需要查看该路段是否本  身需求就小,或者查看其 发车排班时间是否可优化;若大于第三设定阈值,则  说明这两站点v(m)和v(n)之间的通路 吸引力和实际承载压力都大,需要开发分流 的新路线; S33、选取里奇曲率大于第四设定阈值的两个站点v(m)和v(n),说明该两点之  间 通路吸引力不优于周围邻域的其他通路的吸引力; S34、判断该两个站点v(m)和v(n)之间出行流量Tmn是否小于第二设定阈值或  大于 第三设定阈值;若小于第二设定阈值,则无需特别关注;若大于第三设定 阈值,则表示该两 个站点v(m)和v(n)之间的通路吸引力不优于其周围的其他通路 的吸引力,但实际承载压 力却较大,则尤其需要开发分流的新路线; S35、重复步骤S31至S34,直到所有的里奇曲率小于第一设定阈值或大于第  四设 定阈值的站点对全部评估完毕。 本发明的有益效果是:1、本发明提供的评估方法,基于大数据观测的实际 需求和 出行轨迹,结合现有公交线网的结构特征,从发掘供需不匹配的角度提  供启发式算法,锁 定需要优化的重点路段目标,对改造较为成熟的城市系统中 已有公交网络较为适用。2、本 发明提供的评估方法,在出行大数据的基础上用  网络的里奇曲率找寻公交线网中供需不 匹配的路段,以启发式方法辅助判别需  要优化的公交线网路段。 附图说明 图1是本发明实施例中评估方法的原理示意图; 图2是本发明实施例中站点的邻居节点集合示意图。 5 CN 111581759 A 说 明 书 3/7 页
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