Modelo de red de transporte público
Resumen:
Los 29º Juegos Olímpicos se celebrarán en agosto del próximo año en Celebrado en Beijing. Para entonces, un gran número de espectadores irá a ver los Juegos Olímpicos, lo que tendrá un gran impacto en el tráfico de Beijing. De acuerdo con las líneas de autobuses de Beijing dadas, se construyó un modelo de red de autobuses para abordar el problema de transferencia de la red de autobuses. Las soluciones a los tres problemas son las siguientes:
(1) Para resolver el problema 1, este artículo primero utiliza programación MATLAB para leer las líneas de autobús y encontrar la matriz de adyacencia entre estaciones. La matriz de adyacencia se calcula en función de la matriz de adyacencia. Procesar la matriz de adyacencia obtenida; determinar si existe una ruta directa entre el punto inicial y el punto final y, de ser así, determinarla como la ruta óptima. De lo contrario, use el programa para encontrar un valor adecuado (marcado como m) como límite (es decir, encuentre la parte del sitio con más puntos adyacentes) y busque sitios que excedan este valor.
El siguiente paso es encontrar una estación de transferencia. Se puede encontrar una ruta a través de cada sitio comparando el sitio obtenido con los puntos de inicio y finalización deseados, configurando un bucle para modificar los valores de los sitios de inicio y finalización uno por uno, y luego comparando la ruta a través del sitio obtenido. con el que pasa por los puntos de inicio y finalización. Compare las rutas para encontrar rutas idénticas. Si existe, esta estación puede servir como estación de transferencia para un punto de inicio y fin determinado (pero según los hábitos de conducción de las personas, se supone que el número de transferencias no excede dos). Si no se encuentra una estación de transferencia dentro de la estación, ajuste el valor de m hasta encontrar una ruta de autobús factible.
Con base en las rutas de autobús factibles obtenidas, utilizamos la relación funcional entre tráfico, costo y tiempo respectivamente, y de acuerdo con el principio de absorber menos transbordos, calculamos la ruta que cuesta menos y toma menos tiempo, y finalmente obtiene la ruta óptima.
(2) Para la pregunta 2, el traslado a la estación de metro y a la estación de autobuses se considera equivalente, similar a la pregunta 1, y la ruta óptima se encuentra usando el mismo método, pero la situación es más complicado que la pregunta 1., especialmente los traslados entre metro y metro, deben considerarse por separado. En este momento, las funciones de número de estaciones, costo y tiempo han cambiado, por lo que la ruta óptima se obtiene resolviendo y comparando con la nueva expresión de función.
(3) Con respecto a la pregunta 3, al considerar caminar, primero puede usar el algoritmo de Floyd en teoría de grafos para encontrar el camino más corto entre dos estaciones y luego calcular la distancia requerida para caminar este camino. Según la segunda pregunta, agregue un umbral t al tiempo. Al calcular el tiempo de caminata más corto entre dos puntos
El algoritmo considerado en este artículo puede consultar la ruta de autobús óptima entre dos estaciones cualesquiera.
Palabras clave: programa MATLAB, traslado en autobús, solución de restricciones, algoritmo de Freud, camino óptimo
1. Replanteo del problema
Beijing La candidatura exitosa a los Juegos Olímpicos. Los Juegos han planteado requisitos más altos para el sistema de transporte de Beijing. Según la experiencia y las lecciones de la celebración de los Juegos Olímpicos en el extranjero, si las condiciones del tráfico son buenas y si la gestión del tráfico es eficiente durante los Juegos Olímpicos es una de las condiciones decisivas para el éxito de la celebración de los Juegos Olímpicos. Por lo tanto, se deben formular estrategias prácticas de planificación y gestión del tráfico basadas en una investigación exhaustiva para garantizar el éxito de los Juegos Olímpicos.
En el comportamiento de transporte de la audiencia, los transbordos en estaciones de tren, estacionamientos periféricos y automóviles privados son eslabones importantes en toda la cadena de transporte. Una vez que se produce un cuello de botella en el tráfico, la onda de bloqueo (o perturbación del tráfico) formada por su retroalimentación hacia la corriente arriba se rastreará hasta su origen y el impacto se intensificará, lo que eventualmente conducirá a un retraso en la evacuación del lugar principal, a una reducción de los niveles de servicio de instalaciones de transporte, y cierto caos y pérdidas económicas inconmensurables e impacto social negativo. Por lo tanto, la planificación del sistema de traslado debe considerar el sistema en su conjunto para garantizar la fluidez de todo el proceso de viaje de la audiencia.
En segundo lugar, supuestos del modelo
1. Los pasajeros pueden elegir directamente el autobús o el metro para subir al autobús en la estación de origen, es decir, el tiempo de espera en la estación de origen no es igual. calculado.
2. En el proceso real, es posible que los autobuses (incluidos los autobuses y el metro) deban transferirse más de dos veces, lo que es intolerable para los usuarios y se considera inalcanzable.
Porque si hacen transbordo entre ellas el costo aumentará mucho, lo cual es algo que la gente no quiere ver, y generalmente es imposible llegar a la estación terminal solo tomando el metro, por lo que ya no consideraremos hacer transbordo a otros. significa, porque cambiando Hay demasiadas multiplicaciones.
3. Tiempo medio de viaje desde estaciones de metro adyacentes (incluido el tiempo de parada): 2,5 minutos.
4. Tiempo medio de funcionamiento de las estaciones de autobuses adyacentes (incluido el tiempo de parada): 3 minutos.
5. Tiempo medio de traslado de autobús a autobús: 5 minutos (incluidos 2 minutos de caminata).
6. El tiempo medio de traslado de metro a metro: 4 minutos (incluidos 2 minutos de caminata).
7. Tiempo medio de traslado del metro al autobús: 7 minutos (incluidos 4 minutos de caminata).
8. El tiempo medio necesario para trasladarse del autobús al metro: 6 minutos (incluidos 4 minutos de caminata).
9. Tarifas de autobús: divididas en tarifas individuales y tarifas segmentadas, marcadas en la parte posterior de la línea; entre ellas, las tarifas segmentadas son: 0 ~ 20 paradas: 1 yuan; ; más de 40 paradas: 3 yuanes.
10. Tarifa de metro: 3 yuanes (independientemente de si hay transbordos entre líneas de metro).
11. Se conoce el tiempo de caminata entre todas las estaciones.
12. Dos paradas de autobús cualesquiera correspondientes a la misma estación de metro se pueden transferir a través de la estación de metro (no se requiere tarifa de metro).
13. Los intervalos entre las paradas de autobús en los condados suburbanos y en las zonas prósperas son aproximadamente los mismos.
3. Descripción del símbolo
1, representa el tiempo total que se tarda desde la estación de origen hasta la estación de destino en la primera pregunta.
2. Habla sobre la primera pregunta desde el punto inicial hasta el final.
3.m representa el valor límite para encontrar la solución óptima local.
4.t representa el umbral para juzgar si se debe tomar el autobús o caminar, pero este valor varía de persona a persona.
Cuarto, análisis del problema
La literatura [2] estudió la psicología de viaje de los pasajeros de autobús y los resultados mostraron que el "número de transbordos" es el factor más importante a la hora de elegir el viaje. rutas para la mayoría de los pasajeros de autobús El primer factor a considerar al viajar es el tiempo y la distancia del viaje. El tiempo de viaje está estrechamente relacionado con el número de transbordos, el tiempo de espera y la distancia. Por tanto, el tiempo y la distancia de viaje se transforman en el problema de la distancia de viaje más corta en función del número mínimo de transbordos. Para implementar la investigación sobre el problema del intercambio de autobuses, el primer paso es resolver cómo expresar razonablemente el modelo de red de autobuses; en segundo lugar, la idea de resolver el problema del intercambio de autobuses.
Las redes de transporte público son diferentes de las redes de transporte por carretera ordinarias. En muchos libros y documentos se explican las características de las redes de transporte público, como que la conectividad de la red es diferente de la de las redes de carreteras ordinarias, los nodos tienen sus características de ubicación espacial y propiedades de uno a muchos, y las características de los arcos. Se analizan segmentos y líneas dirigidas. No entraré en detalles sobre las características de la red de autobuses.
En el análisis de red SIG, la red de transporte público se puede mapear como un gráfico dirigido. Según las características de la red de autobuses, el modelo de red de autobuses se representa como, donde G es un gráfico ponderado dirigido; v representa el conjunto de todos los nodos de la red, es decir, una estación de autobuses puede ser un embarque y. la estación de bajada de varias líneas de autobús representa los bordes de una red de grupo (arcos que conectan dos paradas de autobús en una ruta de autobús). Si la estación A y la estación B son estaciones de embarque y desembarque adyacentes para n líneas, hay como máximo 2n bordes de conexión entre la estación A y la estación B: r representa el conjunto de líneas de autobús que conectan todos los nodos entre el punto de partida y el punto de destino en la línea. red; es el peso no negativo del nodo; es el peso no negativo del borde [4]. El trayecto de viaje óptimo se refiere al tramo de carretera más corto y al conjunto de líneas de autobús con menor número de transbordos, y consta de una serie de nodos de conexión seleccionados por los pasajeros desde el punto de partida hasta el punto de destino. [3]