[发明专利]基于凸包计算和遗传算法排序线网的新开及延长方法

说明书

本发明属于公共交通线网规划技术领域，具体涉及一种基于凸包计算和遗传算法排序线网的新开及延长方法。本发明针对新建成区，首先获取原始客流，对原始客流进行过滤筛选，判断是否存在接驳线路，若无，新开线路，建立新开线路损失函数，采用遗传算法求解最优线路，使其在最短路径长度下运输更多的客流；若有接驳线路，比较现有OD集与猜想OD集，若两者交集为空，不可延长；若交集不为空，存在可延长的备选站点，判断备选站点是否在线路上，计算备选站点与场站的距离，建立延长站点的损失函数，根据延长站点和现有公交路网生成最短路径即得延长线路。该方法考虑了多段OD，避免了以往针对单一OD进行优化的局限性，能够解决具体的线路新开与延长问题。

技术领域

本发明属于公交线网规划技术领域，具体涉及一种基于凸包计算和遗传算法排序线网的新开及延长方法。

背景技术

随着中国城市的发展，我国的工业化、城市化已经进入了高速发展的阶段，同时随着城市居民以及新建小区的日益增多现有公交线路规模逐渐无法满足居民的出行，所以为了保证居民的正常出行则公交新开线路的计划也需要逐渐提上日程。

在进行公交线路规划时应该清楚一个公交系统必须要为大量的出行个体提供出行服务但是公交系统不可能为所有的出行需求都提供直达服务，但是通过提供的公交线网达到这一目的是可能的。

目前城市中新建的小区日益增多，但是由于当时公交在规划公交线网时这些小区并不存在，所以也就导致了这些新小区虽然拥有足够的客流量但是并没有相匹配的公交站点，这对于新小区中需要出行居民来说是十分不便利的，尤其对于需要上班的居民来说格外如此，所以如何针对这些小区的客流量进行新设线路或者进行现有线路的延长是一件十分有意义且有价值的事情。

李婷婷，杨家文在《与城际轨道交通相协调的城市群公路客运线网优化模型研究》一文中，以需求加权出行时间成本和公路客运线路总运营成本最小化为目标，构建了与城际轨道交通协调发展的城市群公路客运线网优化模型，并采用优化软件CPLEX求解。姚天宇在2018年提出了一种基于蚁群算法的多目标公交线网优化针对中国目前优先发展公共交通存在的问题，以此为研究目的及内容。通过对线网优化的目的、原则、目标、约束及影响因素的研究，建立了以最大化客流的直达率和最小化公交公司的运营费用的数学模型，并采用了蚁群算法进行求解，考虑了将客流的直达率和公交公司的运营费用作为影响因素修改了原有的转移概率公式。胡军红在2017年基于现代有轨电车线网优化的约束条件，引入k最短路径算法进行线网优化.首先运用道路空间资源要素和线路重复系数这2个约束条件实现对初始网络图中有效边的筛选，形成备选线路集合，其次将非直线系数和节点综合重要度这2个约束条件组成联合熵权，将该联合熵权作为现代有轨电车最优路径的判定参数，从而构建满足多约束条件下的现代有轨电车线网优化方法。赵胜川在2009年为了提高遗传算法在线网优化中的稳定性，在遗传算法过程中加入免疫因子的提取与注射，并设置局部最优的检测。改进后的免疫遗传算法能结合求解问题的特征信息对种群进行免疫接种，提高搜索速度和精度，通过路网验证，并与标准遗传算法进行比较，表明效果明显。

但是上述作者的重点大都集中于宏观方面的线网优化，而并没有涉及到具体的线路的开设以及现有线路的延长，而目前大多数学者的主要研究方向也主要是线网优化即针对城市整体进行线路优化，这样做的好处是可以统筹规划一个城市的全部线路，使其客流接驳更具合理性，但是缺点是无法兼顾全部客流聚集站点，这将导致部分新小区或者新站点会出现无现有公交线路进行接驳的情况。

发明内容

针对目前公共交通线路规划存在只能对整体进行宏观优化，无法涉及具体的线路新开与现有线路的延长的缺陷和问题，本发明提供一种基于凸包计算和遗传算法排序线网的新开及延长方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种基于凸包计算和遗传算法排序线网的新开及延长方法，包括以下步骤：

步骤一、采用客流调查的方式获取原始客流，对原始客流进行过滤得到符合要求的OD客流。