蘇州市最優(yōu)公交線路選擇模型及其系統(tǒng)設(shè)計
摘要:對蘇州市城市道路交通和市民出行選擇問題的分析,通過對Dijkstra最短路徑算法的改進(jìn),根據(jù)公眾的不同的出行需求,建立蘇州市最優(yōu)公交線路選擇模型。進(jìn)一步,以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數(shù)據(jù)來源,開發(fā)服務(wù)于國際教育園師生的最優(yōu)公交線路查詢系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:公交;最優(yōu)路徑;Dijkstra算法
一、引言
隨著國家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,城市的規(guī)模不斷擴(kuò)大,交通擁堵問題日趨嚴(yán)重,影響了市民的生活質(zhì)量和居住環(huán)境。地處經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的旅游城市蘇州,鑒于歷史名城的保護(hù),城市公共交通以“公交優(yōu)先”為戰(zhàn)略,經(jīng)過多年的建設(shè)取得了長足發(fā)展, 但還面臨著諸如公交網(wǎng)絡(luò)重復(fù)度高、公交線路過長、換乘不便等問題。本文立足于蘇州市城市道路的現(xiàn)狀,通過對Dijkstra最短路徑算法的改進(jìn),根據(jù)市民的不同的出行需求,建立蘇州市最優(yōu)公交線路選擇模型。進(jìn)一步,以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數(shù)據(jù)來源,開發(fā)服務(wù)于國際教育園師生的最優(yōu)公交線路查詢系統(tǒng)。
二、最優(yōu)公交線路選擇模型
我們將公交站點看作網(wǎng)絡(luò)上的頂點,相鄰站點間的路段看作邊,考慮蘇州市城市道路的現(xiàn)狀,對Dijkstra 算法計算最短路徑時每個公交站點都可以轉(zhuǎn)車進(jìn)行修正,即市民出行轉(zhuǎn)車不超過2次。算法如下:
第1步,所有公交站點記為V={1,2,…,n},起點到任一站點i的最短路徑距離為L[i]=Min[D[i,1]],在V-S中搜尋使L[t]最小的站點t,直至V-S為空。若L[i]>L[t]+D[i,t],則Y[i]=t,L[i]=L[t]+D[i,t]。
第2步,求過起點或其周邊的路線s(i),(i=1,2,…,m),過終點或其周邊的路線t(j),(j=1,2,…,n)。若s(i)=t(j),則有直達(dá)路線;若路線s(i)上的站點E(i,x),(x=1,2,…,p)=路線t(j)上的站點F(j,y),(y=1,2,…,q),則有換乘一次路線;若E(i,x)的路線r(z),(z=1,2,…,k)上的站點G(z,r),(r=1,2,…,h)=路線t(j)上的站點F(j,y),(y=1,2,…,q),則有換乘兩次路線。
第2步, 若沒有,表明換乘兩次不可行,結(jié)束搜尋。
市民的出行會綜合考慮距離、時間、費(fèi)用等因素來選擇滿意度最大的公交線路。為此,市民可根據(jù)各自的需求來確定各因素的權(quán)重,將各條公交線路對應(yīng)的直達(dá)距離矩陣、直達(dá)時間矩陣、直達(dá)費(fèi)用矩陣標(biāo)準(zhǔn)化處理后加權(quán)平均,得到綜合滿意度矩陣,利用修正的Dijkstra算法建立最優(yōu)公交線路選擇模型。
三、最優(yōu)公交線路選擇模型系統(tǒng)設(shè)計
在最優(yōu)公交線路選擇模型的'基礎(chǔ)上,以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數(shù)據(jù)來源,對最優(yōu)公交線路選擇系統(tǒng)用程序化的軟件系統(tǒng)來實現(xiàn),系統(tǒng)采用在C/S模式下的三層體系結(jié)構(gòu),應(yīng)用了當(dāng)前最流行的Eclispe開發(fā)環(huán)境,后臺采用了以目前最穩(wěn)定的SQL Server2008數(shù)據(jù)庫為開發(fā)平臺。查詢系統(tǒng)的流程設(shè)計:錄入蘇州市國際教育園周邊公交線路信息,包括每條線路的線路名稱及經(jīng)過的所有站點;利用算法算出最符合用戶需求的公交線路,在所輸入的條件沒有直達(dá)車的情況下,系統(tǒng)會自動給予轉(zhuǎn)乘方案;直觀、簡單、快捷的輸出每條滿足條件的信息。
根據(jù)整個系統(tǒng)平臺的功能劃分,設(shè)計上面按照兩個主要模塊來設(shè)計的:
(1)模塊一,錄入系統(tǒng)模塊:由公交站點管理與公交線路管理兩部分組成,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除功能(圖1)。
(2)模塊二,查詢系統(tǒng)模塊:可實現(xiàn)按起點-中轉(zhuǎn)站-終點查詢查詢和按線路查詢兩種查詢方式(圖2)。
四、結(jié)語
本文對蘇州市城市道路交通和市民出行選擇問題的進(jìn)行分析,通過對Dijkstra最短路徑算法的改進(jìn),根據(jù)公眾的不同的出行需求,確定距離、時間、費(fèi)用等因素的權(quán)重,建立市民滿意度最大的公交線路選擇模型。進(jìn)一步,以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數(shù)據(jù)來源,開發(fā)服務(wù)于國際教育園師生的最優(yōu)公交線路查詢系統(tǒng),驗證了模型和算法,說明了模型和算法的合理性和實用性。
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