(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111614660.5 (22)申请日 2021.12.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113987730 A (43)申请公布日 2022.01.28 (73)专利权人 广州市交通 规划研究院 地址 510030 广东省广州市越秀区广仁路1 号广仁大厦15楼 (72)发明人 刘明敏　金安　李彩霞　刘新杰　 宋程　陈嘉超　卢泰宇　陈建均　 唐清　曾德津　王譞　熊建辉　 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01)(56)对比文件 CN 10420 0263 A,2014.12.10 CN 103942948 A,2014.07.23 CN 109543895 A,2019.0 3.29 审查员 范广坡 (54)发明名称 一种基于土地利用的大规模公交干线线路 自动选择方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于土地利用的大规模 公交干线线路自动选择方法， 主要步骤如下： S1 公共交通网络简化； S2构建数学模型； S3单目标 规划求解； S4双 目标规划求解； 本发明的自动选 择方法基于已有的公交网络方案和预测起讫点 客流矩阵， 量化地在已有网络的基础上进行线路 选择， 以克服主观设计规划方案难度高、 站点和 线网结构形式繁多、 影 响因素较多导致方案优选 困难等问题， 提高公共交通线路规划的科学性和 合理性。 权利要求书3页 说明书14页 附图8页 CN 113987730 B 2022.04.08 CN 113987730 B 1.一种基于土地利用的大规模公交干线线路自动选择方法， 其特征在于， 具体步骤如 下： S1公共交通网络简化： 公共交通网络包括轨道交通网络和常规公交网络， 对于轨道交 通网络， 将已有轨道交通网络简化为只包含起终点站点和换乘点站点的简化网络； 对于常 规公交网络， 将常规公交网络简化为只包含公交站点和连接站点之间最短路径的简化网 络； S2构建数 学模型： S2.1设已有公共交通网络的站点的集合为 ， 该已有公共交通网络的边的集合用矩阵X 表示， 矩阵中某一个元 素为 ， 其实际意 义为： 设使所有站点都能被访问的线路编号集合为 ， 选择线路选择模型的决策变量为矩阵 ， 矩阵中的某一元 素为 ， 其实际意 义为： S2.2对模型进行约束， 所述约束包括： 线路存在约束、 线路连续性约束、 站点访问约束、 线路长度约束、 线路重叠长度约束、 线路重叠数量约束、 线路重叠发生次数约束、 线路断面 运能约束、 角度约束、 环线约束； S2.3构建目标函数： 即最大化直达客流比 rd和一次换乘客流比 rh， 取值范围均为0~ 100%： 式中，  ——线路k的直达客 流量； ——线路k1至k2的一次换乘客 流量； ——所有线路对 (k1,k2) 的排列； T——客流总生成量 ， 为站点i到站点j间的客流量； S3单目标规划求解： 首先基于贪心策略进行初始可行线路方案的生成， 获得初始可行 线路， 再使用禁忌算法结合特殊的邻域构造和修 正方法， 获得 单个目标最优的线路； S3.1初始线路生成： 基于贪心策略生成指定运营效率指标较优的初始线路； S3.2初始线路方案作为当前线路方案和最优线路方案， 计算运营效率指标， 结果作为 当前目标值和最优目标值； S3.3构造邻域， 并进行邻域修复， 并从构造的邻域中选出最佳的线路方案， 作为当前线 路方案；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113987730 B 2S3.3.1构造邻域； 构造如下 领域： 1） 线路交换邻域： 使两条相互交叉的线路各自交换自身线路的一部分， 交换操作仅仅 交换线路的组成， 不会生成新线路、 删除现有 线路和改变所有 线路的总长度； 2） 线路拆解邻域： 将部分较长的线路进行拆解并与其 他较短线路重新连接； 3） 线路直达邻域： 选择两个起终点站点， 两点之间的最短路径作为新线路， 新线路如果 与部分原有线路发生冲突， 则产生不满足约束的重叠部 分； 对于发生冲突的这些原有线路， 剔除所有重 叠部分， 产生的新线路替换原有 线路的重 叠部分； 4） 复线更换邻域： 尝试更换线路重叠的位置和方式将部分较长的线路进行拆解并与其 他较短线路重新连接； 5） 线路合并邻域： 前述1） ‑4） 中四种邻域中的较短线路会在满足约束的条件下， 被合并 为较长线路； S3.3.2邻域修复： 上述各个邻域中如果包含不满足部分约束 的线路， 使用 与构造上述 线路交换邻域、 线路合并领域相同的方法进行修 正； S3.4计算当前线路方案的运营效率指标， 更新当前目标值， 若当前目标值大于最优目 标值， 更新 最优目标值、 最优线路方案， 并更新禁忌表； S3.5若迭代次数 未达到上限， 回到步骤S3.3， 否则进行 下一步； S3.6移除最优线路方案的超短、 冗余线路， 结束流程， 得到目标最优 的线路， 并记录最 优线路对应的最优直达客 流比rd和一次换乘客 流比rh； S4双目标规划求 解： 经过单目标规求解后， 得到最优直达客流比和一次换乘客流比， 采用理想点法将双目 标规划问题转 化为单目标规划问题， 再进行一次单目标规划求 解， 得到最佳线路； 其中， 转化为单目标规划问题对应的目标函数为： 式中，  ——直达客 流比的权 重； ——一次换乘客 流比的权 重； ——忽略rh目标后， 作为单目标规划问题求 解得到的最优 rd值； ——忽略rd目标后， 作为单目标规划问题求 解得到的最优 rh值。 2.根据权利要求1所述的一种基于土地利用的大规模公交干线线路自动选择方法， 其 特征在于， 步骤S1公共交通网络简化中， 对于 常规公交网络， 将常规 公交网络简化为只包含 公交站点和连接站 点之间最短路径的简化网络， 仅连接一条最短路径的常规 公交站点视为 起终点站点， 连接三条或以上最短路径的常规公交站点视为换乘点站点。 3.根据权利要求1所述的一种基于土地利用的大规模公交干线线路自动选择方法， 其 特征在于， 步骤S3.1初始线路生成： 基于贪心策略生成指定运营效率指标较优的初始线路 的具体步骤如下； S3.1.1单条线路的生成： 从简化网络中任意未被任何线路经过的起终点站点或换乘点 站点开始， 不断选择该线路未经过的站点进行延长， 直到不满足约束或者延长至另一个起权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113987730 B 3