CN106949899A - 一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置及路线生成方法 - Google Patents

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CN106949899A CN201710152296.2A CN201710152296A CN106949899A CN 106949899 A CN106949899 A CN 106949899A CN 201710152296 A CN201710152296 A CN 201710152296A CN 106949899 A CN106949899 A CN 106949899A
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Abstract

本发明提供了一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置及路线生成方法，该装置包括：画面存储部、输入显示部、路线生成部、骑乘综合能耗计算部以及最优路线设定部。其中，画面存储部至少存储有让用户输入出发地以及目的地的地点输入画面以及显示最优路线的路线显示画面；输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和所述目的地，并在最优路线设定部设定最优路线后显示路线显示画面；路线生成部生成多条自行车换乘公共交通复合式路线；骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗；最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为最优路线。

Description

一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置及路线生成 方法
技术领域
本发明涉及一种“互联网+交通”技术领域，具体涉及一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置和生成方法。
背景技术
近年来，随着低碳出行、绿色出行等理念在人群中日益得到普及以及互联网+技术的发展，一些能够为人们使用公共租赁自行车提供信息搜索服务的手机APP相继问世，并在许多城市迅速普及，例如，‘O’打头的公共租赁自行车手机APP和‘M’打头的公共租赁自行车手机APP。这类APP可以通过地理信息系统等界面现实用户所在位置周边可租赁的自行车。
然而现有的这类APP尚不能为用户提供从起始点到目的地的‘自行车换乘公共交通’路线推荐功能，即推荐若干条‘由起点步行至租赁自行车停放点，然后骑自行车至公共交通站点(地铁站或公交车站)搭乘公共交通工具，最后从目的地公共交通站点步行至目的地’的可行路线。目前的一些交通导航网站或手机导航APP提供的出行路线规划(导航)功能虽然能够提供小汽车、公交、自行车、步行的出行路线建议，但是尚未提供自行车换乘公共交通这种复合式出行方式的导航。
可见，立足于现有的导航类信息服务产品的平台技术，探索‘自行车换乘公共交通’复合式出行路线的生成方法，是互联网+交通时代下与时俱进的一个具有理论价值和现实意义以及市场前景的方向，可以为研发能为用户推荐‘自行车换乘公共交通’复合式出行路线的导航类出行信息服务产品提供技术支撑。
发明内容
本发明是用于克服现有的导航类出行信息服务产品不能推荐‘自行车换乘公共交通’复合式出行路线这一不足，提出一种‘自行车换乘公共交通’复合式出行路线的生成装置和生成方法，并采用了如下技术方案：
一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，安装在通信终端设备内，根据用户的起始点和目的地生成多条自行车换乘公共交通路线，并向用户提供一定数目的最优路线，具有这样的技术特征，包括：画面存储部、输入显示部、路线生成部、骑乘综合能耗计算部以及最优路线设定部。其中，画面存储部至少存储有让用户输入出发地以及目的地的地点输入画面以及显示最优路线的路线显示画面；输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和所述目的地，并在最优路线设定部设定最优路线后显示路线显示画面；路线生成部根据出发地以及目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线；骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况信息按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗；最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为所述最优路线，K为1～3之间的正整数。
本发明提供的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，还包括：当前位置获取部，用于自动获取用户的当前位置，此时，输入显示部显示地点输入画面并将该当前位置作为出发地。
本发明提供的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，还包括：自行车数量判定部，在路线生成部生成多条自行车换乘公共交通复合式路线后，判定每条路线上离用户的当前位置最近的自行车租赁处的自行车数量是否至少为一，当判定结果为是时，骑乘综合能耗计算部计算每条路线的骑乘综合能耗；当判定结果为否时，路线生成部重新生成路线。
本发明提供的一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，还具有这样的技术特征：所述预定方法包括如下步骤：
步骤1，定义每条自行车换乘公共交通复合式路线的“骑乘综合能耗”函数，
BRCEL＝A0+A1×X1+A2×X2+A3×X3+A4×X4+A5×X5+A6×X6+A7×X7+A8×X8，
其中，X1～X8分别表示从起始点步行至租赁自行车的距离、自行车骑行距离、停车换乘公共交通所需步行距离、乘坐公共交通所需的总等候时间、在公共交通工具的车厢内的行驶时间、有无公共交通之间换乘的指示变量、从目的地公共交通站点至目的地的步行距离、骑乘出行的总费用，A0为固定参数，A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8是综合能耗的贡献系数；
步骤2，利用经典的离散选择分析方法中的Logit模型，建立路线1/路线2选择概率模型，并利用最大似然估计方法根据所述实际交通资料和路况信息数据以及所述路线1/路线2选择概率模型拟合出A0～A8的值；
步骤3，根据每条路线的X1～X8的值和A0～A8的值计算每条路线的骑乘综合能耗函数的大小。
其中，在步骤2中，路线1/路线2选择概率模型的建立方法为：
首先，建立路线1的效用函数：U(路线1)＝
A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81+e1，
上式中，X11、X21、X31、X41、X51、X61、X71、X81分别是路线1的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8，以及
路线2的效用函数：U(路线2)＝
A1×X12+A2×X22+A3×X32+A4×X42+A5×X52+A6×X62+A7×X72+A8×X82+e2
上式中，X12、X22、X32、X42、X52、X62、X72、X82分别是路线2的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8，
其中，e1和e2服从独立同分布的Gumbel分布，
其次，构建选择两条路线的概率计算式：
选择路线1的概率为：P(路线1)＝
exp(A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81)/[(exp(A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81)+exp(A1×X12+A2×X22+A3×X32+A4×X42+A5×X52+A6×X62+A7×X72+A8×X82)]
选择路线2的概率为：P(路线2)＝1-P(路线1)。
本发明提供的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，还具有这样的技术特征：K的值为2。
进一步的，本发明还提供了一种道路交通网络复合式诱导路线生成方法，包括以下步骤：步骤1，输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和目的地；步骤2，路线生成部根据出发地以及所述目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线；步骤3，骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况信息按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗；步骤4，最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为所述最优路线；步骤5，输入显示部显示路线显示画面，显示K条所述最优路线，其中，K为1～3之间的正整数。
发明作用与效果
根据本发明提供的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置以及路线生成方法，由于该路线生成装置包括画面存储部、输入显示部、路线生成部、骑乘综合能耗计算部以及最优路线设定部，画面存储部至少存储有让用户输入出发地以及目的地的地点输入画面以及显示最优路线的路线显示画面；输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和目的地，并在最优路线设定部设定最优路线后显示所述路线显示画面，路线生成部根据出发地以及目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线，骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况信息按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗，最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为最优路线，从而使得本发明的路线生成装置克服了现有技术中公共租赁自行车手机APP以及交通导航网站或APP的缺点，实现了为用户提供最优的出行路线的目的，进一步为顺应绿色/低碳出行理念的‘自行车换乘公共交通’出行路线导航产品的研发提供技术支撑。
附图说明
图1是本发明实施例中的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置的结构框图；
图2(a)是本发明实施例中地点输入画面的示意图；图2(b)是本发明实施例中路线显示画面的示意图；
图3是本发明实施例中自行车换乘公共交通复合式路线生成方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
图1为本发明实施例中的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置的结构框图。
如图1所示，自行车换乘公共交通复合式路线生成装置10包括画面存储部11、输入显示部12、当前位置获取部13、路线生成部14、自行车数量判定部15骑乘综合能耗计算部16、最优路线设定部17、控制部18以及暂存部。
画面存储部11至少存储有地点输入画面111和路线显示画面112，该两种画面如图2(a)和图2(b)所示。
地点输入画面111中显示有让用户对出行方式进行选择的出行方式选择部分111a以及出发地与目的地输入部分111b。出行方式选择部分111a中设置有公交、骑行换乘、自驾、出租车、步行以及骑行六种方式供选择。出发地与目的地输入部分111b让用户输入出发地的目的地，默认用户的当前位置为出发地。路线显示画面112用于显示最优路线设定部16所确定的最优路线。
输入显示部12先显示地点输入画面111，让用户选择相应的出行方式、输入出发地和目的地并点击确定，而后在最优路线设定部设定最优路线后显示路线显示画面112。用户所输入的出发地和目的地被暂时存储在暂存部中。
当前位置获取部13用于自动获取用户的当前位置。
由于公交、自驾、出租车、步行以及骑行方式的路线生成以及最优路线的确定在现有技术中已经存在，本实施例仅对本发明要保护的自行车换乘公共交通的路线生成、势能损耗以及最优路线的设定进行说明。
路线生成部14根据出发地以及目的地生成多条自驾路线以及与每条自驾路线对应的多条停车换乘地铁路线。
自行车数量判定部15在路线生成部14生成多条自行车换乘公共交通复合式路线后，判定每条路线上离用户最近的当前位置的自行车租赁处的自行车数量是否至少为一，当判定结果为是时，骑乘综合能耗计算部16计算每条路线的骑乘综合能耗；当判定结果为否时，路线生成部14重新生成路线。
骑乘综合能耗计算部16依据实际交通资料和路况信息计算每条路线的势能损耗，具体计算方法如下：
步骤1，定义每条自行车换乘公共交通复合式路线的“骑乘综合能耗”函数，
BRCEL＝A0+A1×X1+A2×X2+A3×X3+A4×X4+A5×X5+A6×X6+A7×X7+A8×X8，
其中，X1～X8分别表示从起始点步行至租赁自行车的距离、自行车骑行距离、停车换乘公共交通所需步行距离、乘坐公共交通所需的总等候时间、在公共交通工具的车厢内的行驶时间、有无公共交通之间换乘的指示变量、从目的地公共交通站点至目的地的步行距离、骑乘出行的总费用，A0为固定参数，A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8是综合能耗的贡献系数；
步骤2，利用经典的离散选择分析方法中的Logit模型，建立路线1/路线2选择概率模型，建立方法为：
首先，建立路线1的效用函数：U(路线1)＝
A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81+e1，
上式中，X11、X21、X31、X41、X51、X61、X71、X81分别是路线1的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8，以及
路线2的效用函数：U(路线2)＝
A1×X12+A2×X22+A3×X32+A4×X42+A5×X52+A6×X62+A7×X72+A8×X82+e2
上式中，X12、X22、X32、X42、X52、X62、X72、X82分别是路线2的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8，
其中，e1和e2服从独立同分布的Gumbel分布，
其次，构建选择两条路线的概率计算式：
选择路线1的概率为：P(路线1)＝
exp(A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81)/[(exp(A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81)+exp(A1×X12+A2×X22+A3×X32+A4×X42+A5×X52+A6×X62+A7×X72+A8×X82)]
选择路线2的概率为：P(路线2)＝1-P(路线1)。
提前通过正交设计等部分因子实验方法，设计出若干个假想的‘两条自行车换乘公共交通’复合式出行路线’(记作路线1和路线2)组成的选择情境，每个情境中的两条自行车换乘公共交通’复合式出行路线都赋有X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8的特定取值。然后，开展路人调查，调查中被试对每个情境做出自己的选择，即选择路线1或路线2，选择结果记为Y，Y＝0表示选择路线1，Y＝1表示选择路线2。
然后利用最大似然估计方法根据调查到的行为以及实际交通资料和路况信息数据拟合出A0～A8的值。
在本实施例中，Logit模型详细推导过程以及最大似然估计方法可以参考Ben-Akiva,M.and S.R.Lerman,Discrete Choice Analysis.Cambridge,USA:MIT Press,1985。
步骤3，根据每条路线的X1～X8的值和A0～A8的值计算每条路线的骑乘综合能耗函数的大小。
最优路线设定部17对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为最优路线。该K条路线被输入显示部12显示在路线显示画面112上，为用户提供出行参考。在本实施例中，K的值优选为2。
控制部18用于控制画面存储部11、输入显示部12、当前位置获取部13、路线生成部14、自行车数量判定部15、骑乘综合能耗计算部16、最优路线设定部17的运行。
本实施例还提供了一种道路交通网络复合式诱导路线生成方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤1(S1)，输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和目的地；
步骤2(S2)，路线生成部根据出发地以及目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线；
步骤3(S3)，自行车数量判定部15在路线生成部14生成多条自行车换乘公共交通复合式路线后，判定每条路线上离用户最近的当前位置最近的自行车租赁处的自行车数量是否至少为一，当判定结果为是时，进入步骤4中；当判定结果为否时，进入步骤2，路线生成部14重新生成路线。
步骤4(S4)，骑乘综合能耗计算部16依据实际交通资料和路况信息按照上述方法计算每条路线的骑乘综合能耗；
步骤5(S5)，最优路线设定部16对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为最优路线；
步骤65(S6)所述输入显示部显示路线显示画面，显示该K条最优路线。实施例作用与效果
根据本实施例提供的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置以及路线生成方法，由于该路线生成装置包括画面存储部、输入显示部、路线生成部、骑乘综合能耗计算部以及最优路线设定部，画面存储部至少存储有让用户输入出发地以及目的地的地点输入画面以及显示最优路线的路线显示画面；输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和目的地，并在最优路线设定部设定最优路线后显示所述路线显示画面，路线生成部根据出发地以及目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线，骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况信息按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗，最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为最优路线，从而使得本发明的路线生成装置克服了现有技术中公共租赁自行车手机APP以及交通导航网站或APP的缺点，实现了为用户提供最优的出行路线的目的，进一步为顺应绿色/低碳出行理念的‘自行车换乘公共交通’出行路线导航产品的研发提供技术支撑。

Claims (8)

1.一种自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，安装在通信终端设备内，根据用户的起始点和目的地生成多条自行车换乘公共交通路线，并向用户提供一定数目的最优路线，其特征在于，包括：
画面存储部、输入显示部、路线生成部、骑乘综合能耗计算部以及最优路线设定部，
所述画面存储部至少存储有让用户输入出发地以及目的地的地点输入画面以及显示最优路线的路线显示画面；
所述输入显示部显示所述地点输入画面让用户输入所述出发地和所述目的地，并在所述最优路线设定部设定最优路线后显示所述路线显示画面，
所述路线生成部根据所述出发地以及所述目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线，
所述骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况信息按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗，
所述最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为所述最优路线，
其中，K为1～3之间的正整数。
2.根据权利要求1所述的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，其特征在于，还包括：
当前位置获取部，用于自动获取用户的当前位置，
所述输入显示部显示所述地点输入画面并将所述当前位置作为所述出发地。
3.根据权利要求2所述的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，其特征在于，还包括：
自行车数量判定部，在所述路线生成部生成多条自行车换乘公共交通复合式路线后，判定每条路线上离用户最近的当前位置最近的自行车租赁处的自行车数量是否至少为一，
当判定结果为是时，所述骑乘综合能耗计算部计算每条路线的骑乘综合能耗；当判定结果为否时，所述路线生成部重新生成路线。
4.根据权利要求1所述的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，其特征在于：
其中，所述预定方法包括如下步骤：
步骤1，定义每条自行车换乘公共交通复合式路线的“骑乘综合能耗”函数，
BRCEL＝A0+A1×X1+A2×X2+A3×X3+A4×X4+A5×X5+A6×X6+A7×X7+A8×X8，
其中，X1～X8分别表示从起始点步行至租赁自行车的距离、自行车骑行距离、停车换乘公共交通所需步行距离、乘坐公共交通所需的总等候时间、在公共交通工具的车厢内的行驶时间、有无公共交通之间换乘的指示变量、从目的地公共交通站点至目的地的步行距离、骑乘出行的总费用，A0为固定参数，A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8是综合能耗的贡献系数；
步骤2，利用经典的离散选择分析方法中的Logit模型，建立路线1/路线2选择概率模型，并利用最大似然估计方法根据所述实际交通资料和路况信息数据以及所述路线1/路线2选择概率模型拟合出A0～A8的值；
步骤3，根据每条路线的X1～X8的值和A0～A8的值计算每条路线的骑乘综合能耗函数的大小。
5.根据权利要求4所述的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，其特征在于：
其中，步骤2中，所述路线1/路线2选择概率模型的建立方法为：
首先，建立路线1的效用函数：U(路线1)＝
A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81+e1，
上式中，X11、X21、X31、X41、X51、X61、X71、X81分别是路线1的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8，以及
路线2的效用函数：U(路线2)＝
A1×X12+A2×X22+A3×X32+A4×X42+A5×X52+A6×X62+A7×X72+A8×X82+e2
上式中，X12、X22、X32、X42、X52、X62、X72、X82分别是路线2的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8，
其中，e1和e2服从独立同分布的Gumbel分布，
其次，构建选择两条路线的概率计算式：
选择路线1的概率为：P(路线1)＝
exp(A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81)/[(exp(A0+A1×X11+A21×X21+A3×X31+A4×X41+A5×X51+A6×X61+A7×X71+A8×X81)+exp(A1×X12+A2×X22+A3×X32+A4×X42+A5×X52+A6×X62+A7×X72+A8×X82)]
选择路线2的概率为：P(路线2)＝1-P(路线1)。
6.根据权利要求1所述的自行车换乘公共交通复合式路线生成装置，其特征在于：
其中，K的值为2。
7.一种自行车换乘公共交通复合式路线生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，输入显示部显示地点输入画面让用户输入出发地和目的地；
步骤2，路线生成部根据所述出发地以及所述目的地生成多条自行车换乘公共交通复合式路线；
步骤3，骑乘综合能耗计算部依据实际交通资料和路况信息按照预定方法计算每条路线的骑乘综合能耗；
步骤4，最优路线设定部对每条路线的综合能耗进行排序并将前K条骑乘综合能耗最小的路线设定为所述最优路线；
步骤5，所述输入显示部显示路线显示画面，显示K条所述最优路线，
其中，K为1～3之间的正整数。
8.根据权利要求7所述的自行车换乘公共交通复合式路线生成方法，其特征在于，还包括：
自行车数量判定部在所述路线生成部生成多条自行车换乘公共交通复合式路线后，判定每条路线上离用户的当前位置最近的自行车租赁处的自行车数量是否至少为一的步骤。
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