[发明专利]基于启发式算法的定制公交线路生成方法

说明书

本发明涉一种基于启发式算法的定制公交线路生成方法，本发明解决现有技术的问题，其技术方案要点是：包括以下步骤，步骤一，通过OD聚合的方式减少计算量；步骤二，抽样设定数量的未接OD并生成对应的出行方案，完成新线路的初始化；步骤三，取出当前未接OD并打乱遍历顺序，对于每个OD，所有附近的新线路尝试拼接，获取最佳插入方式，将OD插入代价最小的新线路，遍历所有OD后，新线路生成完毕；步骤四：根据OD选择进行线路淘汰和线路优化，线路淘汰和线路优化的过程中以组合形式进行；步骤五，判断当前线路集是否符合需求，若不符合需求则重复执行步骤二至步骤四，通过迭代得到最终的线路集。

技术领域

本发明涉及了一种定制公交线路生成方法，特别是涉及了一种基于启发式算法的定制公交线路生成方法。

背景技术

定制公交线路生成方法属于车辆路径问题（VRP）的一类，但约束和实现则更为复杂。该问题与滴滴拼车、外卖配送类似，参考美团智能配送系统中对问题的描述：“具体到骑手的路径规划问题，不是简单的路线规划，不是从a到b该走哪条路的问题。这个场景是，一个骑手身上有很多配送任务，这些配送任务存在各种约束，怎样选择最优配送顺序去完成所有任务。这是一个NP难问题，当有5个订单、10个任务点的时候，就存在11万多条可能的顺序。而在高峰期的时候，骑手往往背负的不止5单，甚至有时候一个骑手会同时接到十几单，这时候可行的取送顺序就变成了一个天文数字。”区别在于，滴滴拼车由于车辆限制，仅能容纳3~4人；外卖配送的拼单即使在极端情况下也就十几单。而且均允许在拼不成的情况下，单个订单直接配送，而公交车的容量足足有几十上百人，美团评估10单的解空间2.38*10^15为天文数字，而这仅仅是公交车拼车的最小规模，并且与滴滴/美团的订单起终点固定不同，公交拼车还需要为用户匹配合适的上下车公交站点。

目前，求解车辆路径问题的方法非常多，基本上可以分为精确算法和启发式算法2大类。精确算法是指可求出其最优解的算法，主要运用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术来描述物流系统的数量关系，以便求得最优决策。但由于引入严格的数学方法，计算量一般随问题规模的增大呈指数增长，因而无法避开指数爆炸问题，从而使该类算法只能有效求解中小规模的确定性VRP，并且通常这些算法都是针对某一特定问题设计的,适用能力较差,因此在实际中其应用范围很有限。由于车辆路径优化问题是NP难题，高效的精确算法存在的可能性不大(除非P=NP)，所以寻找近似算法是必要和现实的，为此专家主要把精力花在构造高质量的启发式算法上。启发式算法是在状态空间中的改进搜索算法，它对每一个搜索的位置进行评价，得到最好的位置，再从这个位置进行搜索直到目标。在启发式搜索中，对位置的估价十分重要，采用不同的估价可以有不同的效果。已有的方法直接用于求解，若充分启发探索，速度过于缓慢，而且由于解空间的探索次数过大，对导航依赖过重（两点间车辆导航速度较慢），若不充分启发探索，线路质量又会非常差，导致实际应用性很差。综上所述，现有技术的缺点为：线路生成速度慢、线路质量存在问题，存在调头等问题、对于用户的满意程度考虑不多，实际乘坐意愿可能较低。

发明内容

针对上述背景技术中存在线路生成速度慢、线路质量存在问题，存在调头等问题、对于用户的满意程度考虑不多，实际乘坐意愿可能较低的问题，本发明提供了一种基于启发式算法的定制公交线路生成方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于启发式算法的定制公交线路生成方法，在获取城市OD数据之后，以下步骤，

步骤一，通过OD聚合的方式减少计算量；

步骤二，抽样设定数量的未接OD并生成对应的出行方案，完成新线路的初始化；

步骤三，取出当前未相互连接的OD并打乱遍历顺序，对于每个OD，所有附近的新线路尝试拼接，获取最佳插入方式，将OD插入代价最小的新线路，遍历所有OD后，新线路生成完毕；

步骤四：根据OD选择进行线路淘汰和线路优化，线路淘汰和线路优化的过程中以组合形式进行；

步骤五，判断当前线路集是否符合需求，若不符合需求则重复执行步骤二至步骤四，通过迭代得到最终的线路集。