公交查询系统的最佳乘车方案设计.docVIP

公交查询系统的最佳乘车方案设计 摘要 本文研究的问题是针对已知的公交线路信息如何设计出最佳的乘车方案。 首先，进行数据处理，用excel对数据进行整合处理，建立起公交线路矩阵。 然后，上网查阅了公交乘客乘车心理分析的资料，得出影响乘客出行的三个主要因素分别为：换乘次数、出行时间、出行费用，通过互联网调查研究的数据，得出换乘次数最少是乘客出行考虑的最主要因素，其次是出行时间和出行费用。 随后，建立了站点—线路序列模型。利用公交乘客的出行过程抽象为站点—线路的交替转换的思想，从而确定了出行者出行路线的一般数学表达式。 针对问题一，仅考虑公汽的情况下，以换乘次数最少为第一目标、出行时间为第二目标、乘车费用为第三目标，建立起多目标最优化分层求解模型。并依靠站点—线路序列模型确定的出行线路表达式，采用图论中计算方法并结合广度有哪些信誉好的足球投注网站法经matlab编程(见附录一) 得到了公交乘客的最少换乘次数，所经过的站点，出行时间、出行费用(见表)。 针对问题二，在问题一的基础上考虑了地铁线路，处理的方法是将地铁线当成特殊的公交线，将地铁站点当成公交站点并与给定的公交站连接。建立起多目标最优化分层求解模型，并以换乘次数最少、出行时间、乘车费用分别为一、二、三目标。按照问题一的算法得到乘客的最少换乘次数，所经过的站点，出行时间、出行费用(见表)。 针对问题三，在问题二的基础上考虑了所有站点之间的步行时间，设出相邻两站之间人步行时间是公汽时间的k倍。步行线路设计与公汽线路相同但每条均有上行和下行。将步行线路矩阵与公交线路矩阵整合后建立多目标最优化分层求解模型按照问题二的算法得到乘客的最少换乘次数，所经过的站点，出行时间、出行费用(见表)。 最后，建立公交负载模型对前三问的模型进行了改进。考虑到了实际中公交线路堵车的情况，将堵车线路拆分为两段新的线路并相应改变公交线路矩阵。算法与前三问算法相同，但使得最佳路径的选择更加灵活且更符合实际情况。 关键词：分层求解 交替序列 多目标最优化 改进广度有哪些信誉好的足球投注网站法 1问题重述 1.1问题背景 我国人民翘首企盼的第29届奥运会明年8月将在北京举行，届时有大量观众到现场观看奥运比赛，其中大部分人将会乘坐公共交通工具（简称公交，包括公汽、地铁等）出行。这些年来，城市的公交系统有了很大发展，北京市的公交线路已达800条以上，使得公众的出行更加通畅、便利，但同时也面临多条线路的选择问题。针对市场需求，某公司准备研制开发一个解决公交线路选择问题的自主查询计算机系统。 1.2需要解决的问题 为了设计这样一个系统，其核心是线路选择的模型与算法，应该从实际情况出发考虑，满足查询者的各种不同需求。请你们解决如下问题： 问题一：仅考虑公汽线路，给出任意两公汽站点之间线路选择问题的一般数学模型与算法。并根据附录数据，利用你们的模型与算法，求出以下6对起始站→终到站之间的最佳路线（要有清晰的评价说明）。 (1)、S3359→S1828 (2)、S1557→S0481 (3)、S0971→S0485 (4)、S0008→S0073 (5)、S0148→S0485 (6)、S0087→S3676 问题二：同时考虑公汽与地铁线路，解决以上问题。 问题三：假设又知道所有站点之间的步行时间，请你给出任意两站点之间线路选择问题的数学模型。 2模型的假设及符号说明 2.1模型假设 假设1：假设乘客都是理性乘车且能顺利到达目的地 假设2：假设不考虑红绿灯造成的等待时间，不考虑堵车，车祸等因素 假设3：假设乘客能接受的最大换乘次数为2次 假设4：假设乘客乘车过程中不能2次经过同一站点。 假设5：假设公交与地铁换乘距离固定，换乘步行时间为常数 2.2符号说明 符号 说明 S公汽站点集， L表示公汽线路集， D地铁站点集， T表示地铁线路集， vik 出行者选择第条公交线路所经过的第个站点(或) 出行者选择第条公交线路所乘坐的第辆公交工具(或) Ni 换乘次数 Si 途经的车站数 ti 行程时间 Qi 所需费用 3问题分析 本文研究的问题是设计一个公交线路选择的自助查询的计算机系统，并从实际情况出发考虑，以满足查询者的各种不同需求。设计该系统的核心是线路选择的模型与算法。 针对问题一：问题一要求只考虑公汽线路，给出最佳路径。通过查阅相关资料，知道对乘客影响最大的三个因素：换乘次数，行程时间，所需费用(重要性从大到小)。据此，我们建立以换乘次数为第一目标，行程时间最为第二目标，所需费用为第三目标的多目标最优化模型。对于换乘次数，联系被选择线路上的站点—线路交替序列TRi个数可以表示出来；站点总数则采用给同一线路上的站点排序的方法也可以求到，由于只考虑了