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蘇州市最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型及其系統設計
摘要：對蘇州市城市道路交通和市民出行選擇問(wèn)題的分析，通過(guò)對Dijkstra最短路徑算法的改進(jìn)，根據公眾的不同的出行需求，建立蘇州市最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型。進(jìn)一步，以蘇州市國際教育園周邊公交線(xiàn)路為數據來(lái)源，開(kāi)發(fā)服務(wù)于國際教育園師生的最優(yōu)公交線(xiàn)路查詢(xún)系統。
關(guān)鍵詞：公交;最優(yōu)路徑;Dijkstra算法
一、引言
隨著(zhù)國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市的規模不斷擴大，交通擁堵問(wèn)題日趨嚴重，影響了市民的生活質(zhì)量和居住環(huán)境。地處經(jīng)濟發(fā)達地區的旅游城市蘇州，鑒于歷史名城的保護，城市公共交通以“公交優(yōu)先”為戰略，經(jīng)過(guò)多年的建設取得了長(cháng)足發(fā)展， 但還面臨著(zhù)諸如公交網(wǎng)絡(luò )重復度高、公交線(xiàn)路過(guò)長(cháng)、換乘不便等問(wèn)題。本文立足于蘇州市城市道路的現狀，通過(guò)對Dijkstra最短路徑算法的改進(jìn)，根據市民的不同的出行需求，建立蘇州市最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型。進(jìn)一步，以蘇州市國際教育園周邊公交線(xiàn)路為數據來(lái)源，開(kāi)發(fā)服務(wù)于國際教育園師生的最優(yōu)公交線(xiàn)路查詢(xún)系統。
二、最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型
我們將公交站點(diǎn)看作網(wǎng)絡(luò )上的頂點(diǎn)，相鄰站點(diǎn)間的路段看作邊，考慮蘇州市城市道路的現狀，對Dijkstra 算法計算最短路徑時(shí)每個(gè)公交站點(diǎn)都可以轉車(chē)進(jìn)行修正，即市民出行轉車(chē)不超過(guò)2次。算法如下：
第1步，所有公交站點(diǎn)記為V={1，2，…，n}，起點(diǎn)到任一站點(diǎn)i的最短路徑距離為L(cháng)[i]=Min[D[i，1]]，在V-S中搜尋使L[t]最小的站點(diǎn)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(guò)起點(diǎn)或其周邊的路線(xiàn)s(i)，(i=1，2，…，m)，過(guò)終點(diǎn)或其周邊的路線(xiàn)t(j)，(j=1，2，…，n)。若s(i)=t(j)，則有直達路線(xiàn);若路線(xiàn)s(i)上的站點(diǎn)E(i，x)，(x=1，2，…，p)=路線(xiàn)t(j)上的站點(diǎn)F(j，y)，(y=1，2，…，q)，則有換乘一次路線(xiàn);若E(i，x)的路線(xiàn)r(z)，(z=1，2，…，k)上的站點(diǎn)G(z，r)，(r=1，2，…，h)=路線(xiàn)t(j)上的站點(diǎn)F(j，y)，(y=1，2，…，q)，則有換乘兩次路線(xiàn)。
第2步， 若沒(méi)有，表明換乘兩次不可行，結束搜尋。
市民的出行會(huì )綜合考慮距離、時(shí)間、費用等因素來(lái)選擇滿(mǎn)意度最大的公交線(xiàn)路。為此，市民可根據各自的需求來(lái)確定各因素的權重，將各條公交線(xiàn)路對應的直達距離矩陣、直達時(shí)間矩陣、直達費用矩陣標準化處理后加權平均，得到綜合滿(mǎn)意度矩陣，利用修正的Dijkstra算法建立最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型。
三、最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型系統設計
在最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇模型的基礎上，以蘇州市國際教育園周邊公交線(xiàn)路為數據來(lái)源，對最優(yōu)公交線(xiàn)路選擇系統用程序化的軟件系統來(lái)實(shí)現，系統采用在C/S模式下的三層體系結構，應用了當前最流行的Eclispe開(kāi)發(fā)環(huán)境，后臺采用了以目前最穩定的SQL Server2008數據庫為開(kāi)發(fā)平臺。查詢(xún)系統的流程設計：錄入蘇州市國際教育園周邊公交線(xiàn)路信息，包括每條線(xiàn)路的線(xiàn)路名稱(chēng)及經(jīng)過(guò)的所有站點(diǎn);利用算法算出最符合用戶(hù)需求的公交線(xiàn)路，在所輸入的條件沒(méi)有直達車(chē)的情況下，系統會(huì )自動(dòng)給予轉乘方案;直觀(guān)、簡(jiǎn)單、快捷的輸出每條滿(mǎn)足條件的信息。
根據整個(gè)系統平臺的功能劃分，設計上面按照兩個(gè)主要模塊來(lái)設計的：
(1)模塊一，錄入系統模塊：由公交站點(diǎn)管理與公交線(xiàn)路管理兩部分組成，實(shí)現數據的錄入、修改、刪除功能(圖1)。
(2)模塊二，查詢(xún)系統模塊：可實(shí)現按起點(diǎn)-中轉站-終點(diǎn)查詢(xún)查詢(xún)和按線(xiàn)路查詢(xún)兩種查詢(xún)方式(圖2)。
四、結語(yǔ)
本文對蘇州市城市道路交通和市民出行選擇問(wèn)題的進(jìn)行分析，通過(guò)對Dijkstra最短路徑算法的改進(jìn)，根據公眾的不同的出行需求，確定距離、時(shí)間、費用等因素的權重，建立市民滿(mǎn)意度最大的公交線(xiàn)路選擇模型。進(jìn)一步，以蘇州市國際教育園周邊公交線(xiàn)路為數據來(lái)源，開(kāi)發(fā)服務(wù)于國際教育園師生的最優(yōu)公交線(xiàn)路查詢(xún)系統，驗證了模型和算法，說(shuō)明了模型和算法的合理性和實(shí)用性。
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