城市公交网络模型及其基于流量信息的路径搜索算法研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文城市公交网络模型及其基于流量信息的路径搜索算法研究作者姓名：张永振指导教师：杨旭华教授浙江工业大学计算机科学与技术学院2013年3月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchontheModelingandPathSearchAlgorithmsbasedonFlowInformationofUrbanPublicTransportNetworkCandidate：ZHANGYong—ZhenAdvisor：Prof．YANGXu-HuaC

2、ollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyMar2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：红亩‘．狠日期：刃净r月冽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校

3、有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保掘(请在以上相应方框内打“v”)日期：≯叼笋r月卅目日期：力叼声s月叫日浙江工业大学硕士学位论文城市公交网络模型及其基于流量信息的路径搜索算法研究摘要随着城市化进程的快速推进，城市现有公共设施的滞后发展与出行需求的快速增长之间的矛盾日益突出，致使城市交通出行了不同程度的拥堵。优先发展公

4、共交通是缓解城市交通拥堵的有效途径。本文基于复杂网络理论的研究方法，对城市公交网络进行深入研究，依据公交网络的演化机制提出模型构建方法，进一步研究基于流量信息的路径搜索算法，其目的是构建公交网络模型并在此基础上研究拥堵问题，以提高网络利用率和运营能力。本文介绍了由程序方法从公交网站上获取城市公交网络的数据，对数据进行处理以及构建城市公交网络模型的方法。实现了在没有现成公交网络数据的情况下，分步实施由获取数据到构建模型的过程。构建城市公交网络模型，是研究城市公交网络演化趋势及城市交通拥堵的重要前提，是进行更深层次研究的基础。为反映公交网络演化过程和支配机制，本文对实际公交网络进行了深

5、入研究，提出了基于方向性和随机距离的随机游走策略的公交网络建模方法。基于中国三大城市的公交网络，分别计算了包含拓扑统计特征、流量分布的统计特征、与地理因素相关的参数等信息，结果表明不同城市的公交网络具有相同的拓扑结构、空间特性以及流量分布特性。这反映了公交网络具有其内在的、相同的演化机制。本文提出了在二维网格中应用基于方向性和随机距离的随机游走策略以及近距离合并机制构建公交网络演化模型，该方法反映了实际公交网络演化过程中的关键因素和必要机制。本文研究了城市公交网络中基于流量信息及站点拥堵情况下的路径搜索算法。研究结果表明。当乘客因所等待的最少换乘目标车辆在换乘站点发生拥堵而无法乘坐

6、时，若继续采用最少换乘策略，则对最少换乘目标车辆的长时间等待将导致乘客平均出行时间增大。在发生拥堵的公交站点，应用基于局域信息的路径搜索策略可以相对快速地到达目的站点。本文研究了几种不同的路径搜索策略，并针对这些策略产生的不同结果，给予了定性分析。关键词：复杂网络，公交网络模型，方向性，随机游走，流量信息，路径搜索i浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHoNTHEMoDELINGANDPATHSEARCHALGORITHMSBASEDONFLOWINFoRMATIONOFURBANPUBLICTRANSPORTNETWORKABSTRACTWimthefastpromotiono

7、ftheurbanizationprocess．theexistingurbanpublictransportationinfrastructuresCan’tsatisfywiththeincreasingtraveldemand，whichcausesdifferentlevelofcongestiontourbanpublictransport．Toalleviateurbantrafficcongestion，itisalleffectivewaytogive