【摘 要】在龐大的公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中如何選擇最優(yōu)的出行方案是居民普遍關(guān)心的問(wèn)題。文章基于計(jì)算機(jī)算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)出行方案快速高效的選擇，首先設(shè)計(jì)了公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其次詳細(xì)闡述基于SQL語(yǔ)言的算法步驟，最后以具體實(shí)例證實(shí)本研究的快速性及準(zhǔn)確性，本文的研究為居民的出行提供了快速高效的解決方案。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)算法 城市公交網(wǎng)絡(luò) 出行路徑

近年來(lái)，研究人們出行過(guò)程換乘交通工具決策優(yōu)化問(wèn)題，以提高人們的出行效率，是一個(gè)亟待解決的議題。本研究綜合以往研究所用的方法并結(jié)合人們出行情況的問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，建立了以最少換乘次數(shù)以及最短外出距離為最終出行目標(biāo)的模型。為了避免數(shù)據(jù)爆炸的出現(xiàn)，選用的儲(chǔ)存公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)是大型的，這樣便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和維護(hù)，為了提高算法運(yùn)算速度，選用Transace—SQL語(yǔ)言的求解算法。

公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

根據(jù)公交網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成情況，為了區(qū)分各方向上的線路及站點(diǎn)，本節(jié)首先對(duì)每個(gè)線路中的站點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。例如，10路(南行)線路中的第一站a、中間站b、中間站c、最后一站d分別用1、2、3、4進(jìn)行編號(hào)，那么10路（北行）線路中的站點(diǎn)第一站d、中間站c、中間站b、最后一站a的自然數(shù)編號(hào)為1、2、3、4。同時(shí)，借助SQL server設(shè)計(jì)如表1、表2所示的儲(chǔ)存站點(diǎn)、線路以及編號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

表1 線路站點(diǎn)

表2 公交站點(diǎn)間距

求解步驟

本算法的求解思想是：將兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行分層處理，也就是說(shuō)利用Transace—SQL語(yǔ)言的編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)操作中所需的運(yùn)算，能夠得到不同換乘次數(shù)（0次即直達(dá)、1次、2次）的出行方案，并將所得的方案存儲(chǔ)于相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表（如表3、表4所示）中，接著編寫(xiě)儲(chǔ)存過(guò)程的參數(shù)，進(jìn)而選出最優(yōu)的出行方案。

表3 直達(dá)方案

表4 一次換乘方案

具體步驟如下：⑴創(chuàng)建一個(gè)帶參數(shù)的存儲(chǔ)過(guò)程，該參數(shù)包括初始站和目的站。⑵從表1中分別找出所有經(jīng)過(guò)初始站和目的站的線路集合，命名為line-set-1，line-set-2。⑶將上一步所得的兩個(gè)集合取交集，得到的集合命名為line-set-3。⑷判斷上步所得到的交集中是否為空，如果不是空值，那么存在直達(dá)出行方案，進(jìn)而將該方案存入表3，轉(zhuǎn)到步驟⒀；如果是空值，則轉(zhuǎn)到步驟⑸。⑸分別找出line-set-1和line-set-2所對(duì)應(yīng)的所有站點(diǎn)的集合，依次命名為Transfer-stop-set-1和Transfer-stop-set-2。⑹將上一步得到的兩個(gè)集合取交集得到的集合命名為Transfer-stop-set-3。⑺判斷⑹得到的集合是否為空，如果不是空值，那么則說(shuō)明通過(guò)一次換乘能到達(dá)目的站，轉(zhuǎn)而進(jìn)行步驟⑻；如果是空值，則轉(zhuǎn)到步驟⑽。⑻找出Transfer-stop-set-3集合中所有的1次換乘線路，命名為line-set-4。⑼將集合line-set-1與line-set-4取交集，得到的集合命名為line-set-5，表示第一次乘車的路經(jīng)集；將集合line-set-2與line-set-4取交集，得到的集合命名為line-set-6，表示第一次換乘的路經(jīng)集；依據(jù)模式“初始站a—首次乘車路徑L1—首次換乘站b”以及站a和換乘站b在路徑L1中的自然數(shù)編號(hào)的大小來(lái)確定所選擇的路徑是否是正確的（例如10路（南行）路徑正確，則10路（北行）路徑錯(cuò)誤），由此得到一次換乘中的上一段路徑方案，如此類推可以得到下半段換乘方案。⑽分別找出Transfer-stop-set-1和Transfer-stop-set-2所對(duì)應(yīng)的所有線路集合，命名為Transfer-line-1和Transfer-line-2；將所得的兩個(gè)集合取交集，得到的新集合為第一次換乘線路集合，命名為Transfer-line-one。⑾如果上步最后所得到的集合是空集，則到步驟⒂；如果不是空集，則到步驟⑿。⑿找出Transfer-line-one里邊的全部站點(diǎn)集合，命名為temp-transfer-stop，將其分別與Transfer-stop-set-1和Transfer-stop-set-2取交集，得到的集合依次命名為Transfer-stop-11和Transfer-stop-21；分別找出經(jīng)過(guò)Transfer-stop-11和Transfer-stop-21的全部線路集合，依次命名為line-set-10、line-set-12，并將line-set-12與集合line-set-2取交集，得到的集合依次命名為Transfer-line-two，將line-set-10與line-set-1取交集，得到的集合line-set-11，并依照⑼中的方法將得到的外出方案存入transfer-two-time-trip表。⒀建立所有外出方案的外出距離的存儲(chǔ)過(guò)程，并且都要帶有輸入和輸出參數(shù)。⒁依照上步得到的外出距離找到最優(yōu)的外出路線，則算法結(jié)束。⒂如果換乘次數(shù)是在3次及以上，則建議選用其他交通工具出行，則算法結(jié)束。

實(shí)際應(yīng)用分析

利用上文給出的求解步驟，本文以武漢市的260個(gè)公交站點(diǎn)和25條公交線路數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)以及數(shù)據(jù)表。比如，出發(fā)站為“武漢車站”，目的站為“武漢大學(xué)”，需要在SQL查詢分析器中輸入：find-trip-strategy‘武漢車站’‘武漢大學(xué)’，系統(tǒng)立即可得到如下表所示方案。

表5 一次換乘方案

說(shuō)明，從武漢車站到武漢大學(xué)之間沒(méi)有直達(dá)的線路，所以得到了一次換乘方案，由于本研究基于的目標(biāo)是最少的換乘次數(shù)，所以該表輸出即為最終換乘結(jié)果方案表，接著依據(jù)所建立的外出方案距離的存儲(chǔ)過(guò)程得到所需的最優(yōu)外出路線。

結(jié)語(yǔ)

該研究為解決龐大公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下的快速高效選擇出行方案提供了可行思路，為人們的出行帶來(lái)了一定程度的便利。參考文獻(xiàn):

[1]溫金輝.用于最短路算法的公交網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2011(08):35-38.

[2]汪濤，許樂(lè)，張繼，方志耕.城市公交網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其演化模型研究[J].公路交通科技,2009(11):42-45.

[3]王東，劉剛.基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的城市公交網(wǎng)絡(luò)的研究[J].統(tǒng)計(jì)研究,2008(11):52.