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龍圖騰網(wǎng)獲悉南京理工大學(xué)申請的專利一種城市軌道交通乘客出行的有效路徑集生成方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN110674974B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：201910799646.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06Q10/047；該發(fā)明授權(quán)一種城市軌道交通乘客出行的有效路徑集生成方法是由馬靈玲;錢鐘文;葉茂;陸子侯;韓振鑫;刑宗義設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2019-08-28向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種城市軌道交通乘客出行的有效路徑集生成方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種城市軌道交通乘客出行的有效路徑集生成方法，包括數(shù)據(jù)定義、構(gòu)建拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)、構(gòu)建模型和輸出四個步驟，本發(fā)明通過對軌道交通網(wǎng)絡(luò)中線路和車站進(jìn)行編號，并將線路劃分成連續(xù)的“單位區(qū)間”，將整個網(wǎng)絡(luò)次序化，更便于有效路徑的搜索；本發(fā)明在最短路徑法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，解決了最短路徑法針對一個OD對只能搜索出一條有效路徑的問題；本發(fā)明設(shè)計(jì)的有效路徑搜索方法能生成全網(wǎng)OD對間的有效路徑集，而無需針對不同的OD對單獨(dú)進(jìn)行有效路徑的搜索；本發(fā)明結(jié)合城市軌道交通自身的特點(diǎn)，最后生成的有效路徑集詳細(xì)記錄了路徑經(jīng)過的所有站點(diǎn)以及涉及的換乘關(guān)系，便于后續(xù)客流分配以及斷面客流估算研究。

本發(fā)明授權(quán)一種城市軌道交通乘客出行的有效路徑集生成方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種城市軌道交通乘客出行的有效路徑集生成方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟S1：數(shù)據(jù)定義：對軌道交通網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)營線路、車站進(jìn)行編號，定義單位區(qū)間； 所述步驟S1包括如下步驟： S101：對軌道交通網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)營線路進(jìn)行編號：當(dāng)軌道交通運(yùn)營線路上無分支的情況，參照運(yùn)營線路編號，用兩位數(shù)字、兩位字母或兩位數(shù)字與字母的組合表示；當(dāng)運(yùn)營線路上有支線的情況，為了與主線進(jìn)行區(qū)分，用與主線和線網(wǎng)中其他線路都不同的編號表示支線，編號原則仍用兩位數(shù)字或兩位字母或兩位數(shù)字和字母的組合表示； S102：對軌道交通網(wǎng)絡(luò)中各個車站進(jìn)行編號：每個車站的編號共四位，車站分為普通車站和換乘車站，所述普通車站只經(jīng)過軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的一條運(yùn)營線路，所述換乘車站經(jīng)過軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的若干條運(yùn)營線路，普通車站的編號前兩位為該站所在的線路編號，后兩位為該站在所在線路中的排序；換乘車站有不同的編號，其編號個數(shù)為其經(jīng)過軌道交通網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)營線路條數(shù)，在不同運(yùn)營線路采用不同編號，每個編號的編號方式與普通車站的編號方式相同； S103：定義所述單位區(qū)間：定義單位區(qū)間為兩相鄰車站間的區(qū)段或乘客發(fā)生換乘行為的換乘站內(nèi)的換乘虛擬區(qū)間； 步驟S2：構(gòu)建拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：構(gòu)建城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 所述步驟S2中，所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示為：G＝V,E,T，式中G為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)有向圖，V表示全網(wǎng)車站集合，一般站在拓?fù)鋱D中對應(yīng)一個節(jié)點(diǎn)，換乘站在拓?fù)鋱D中的節(jié)點(diǎn)數(shù)為其所在線路的個數(shù)，E表示站間單位區(qū)間集合，T表示換乘虛擬區(qū)間集合； 所述車站集合表示為：式中表示拓?fù)鋱D中序號為i、全網(wǎng)站點(diǎn)編號為a的車站；所述站間單位區(qū)間集合表示為：式中表示從站點(diǎn)a到站點(diǎn)b開行方向的單位區(qū)間，其中a、b分別為在站點(diǎn)編號原則中編號為a和b的車站，i、j分別為車站a、b在拓?fù)鋱D中對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)序號； 所述換乘虛擬區(qū)間集合表示為：式中表示換乘虛擬區(qū)間，其中i、j分別為某一個換乘站在拓?fù)鋱D中線路m和線路n上的序號，a、b分別為該換乘站在站點(diǎn)編號原則中屬于線路m和線路n的編號，則的含義為乘客從線路m換乘到線路n的虛擬區(qū)間； 所述站間單位區(qū)間用來記錄該站間單位區(qū)間的出行費(fèi)用，所述換乘虛擬區(qū)間用來記錄該換乘虛擬區(qū)間的出行費(fèi)用；所述站間單位區(qū)間的出行費(fèi)用和換乘虛擬區(qū)間的出行費(fèi)同時用單位區(qū)間個數(shù)或者單位區(qū)間運(yùn)行里程 或者單位區(qū)間運(yùn)行時間表示： 式中：α、β、γ取值為0或1；且，當(dāng)α＝1，β＝γ＝0；當(dāng)β＝1，α＝γ＝0；當(dāng)γ＝1，α＝β＝0；無量綱，量綱為km，量綱為min； 步驟S3：構(gòu)建模型：確定有效路徑假設(shè)前提，構(gòu)建全網(wǎng)有效路徑搜索模型； 所述步驟S3中，所述有效路徑前提假設(shè)為：若一個OD對的起始站和終點(diǎn)站屬于同一條線路，則僅存在一條有效路徑，即乘客只在該條線路上出行； 所述步驟S3中，所述構(gòu)造全網(wǎng)有效路徑搜索模型COD表示OD對間所有路徑所需出行費(fèi)用的集合，表示第k條有效路徑所需的出行費(fèi)用，則第k條有效路徑需滿足以下條件： 式1： 式2： 式1表達(dá)了OD對間第k條路徑的出行費(fèi)用為它經(jīng)過的各站間單位區(qū)間和換乘虛擬區(qū)間的出行費(fèi)用之和；式2規(guī)定了OD對的每條有效路徑的出行費(fèi)用為該OD對間所有可達(dá)路徑出行費(fèi)用集合中的最小值； 所述OD對的有效路徑出行費(fèi)用為該OD對間所有可達(dá)路徑出行費(fèi)用集合中的最小值，因此對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)于線網(wǎng)出行費(fèi)用的鄰接矩陣： 式中：矩陣A用來記錄拓?fù)鋱D中連接相鄰節(jié)點(diǎn)的所有有向線段在實(shí)際線網(wǎng)中的費(fèi)用值，矩陣A中的行或列的號對應(yīng)各車站在拓?fù)鋱D中的節(jié)點(diǎn)序號，元素aij表示從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j方向的費(fèi)用值； 所述鄰接矩陣A中的元素aij取值方式為： 根據(jù)和的取值情況，將構(gòu)造三個不同的全網(wǎng)鄰接矩陣，分別在每一個鄰接矩陣情況下搜索得出OD對間出行費(fèi)用最小的路徑，三個鄰接矩陣搜索得出的路徑均為該OD對的有效路徑； 步驟S4：搜索并輸出：搜索全網(wǎng)OD對的有效路徑集并輸出，所述OD對是指有效路徑的起點(diǎn)終點(diǎn)對； 所述步驟S4包括：輸入全網(wǎng)線路、站點(diǎn)名稱及對應(yīng)的編號情況和各站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)序號情況，具體包括如下步驟： 步驟S401：將所述的構(gòu)造的三種鄰接矩陣分別命名為A1、A2、A3； 步驟S402：對應(yīng)矩陣A1、A2、A3，定義三個同樣維度的矩陣P1、P2、P3，分別用以存放在鄰接矩陣A1、A2、A3下的有效路徑經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)信息； 步驟S403：初始化，記i＝1，將全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)個數(shù)記為m； 步驟S404：判斷i是否大于m，若im則結(jié)束，否則記j＝1； 步驟S405：判斷j是否等于i，若j＝i則j＝j(luò)+1并跳轉(zhuǎn)到步驟S406，否則直接跳轉(zhuǎn)到步驟S406； 步驟S406：在當(dāng)前OD對的情況下，該OD對的起點(diǎn)為i、終點(diǎn)為j，運(yùn)用站點(diǎn)編號中的前兩位判斷節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j是否屬于同一條線路，若是則跳轉(zhuǎn)到步驟S407，否則跳轉(zhuǎn)到步驟S408； 步驟S407：該OD對間只存在一條有效路徑，即從起點(diǎn)站只沿著該線路到終點(diǎn)站這一條路徑，并將該路徑經(jīng)過的站點(diǎn)編號按順序輸出；j＝j(luò)+1，判斷j是否大于m，若jm則i＝i+1并跳轉(zhuǎn)到步驟S404，否則跳轉(zhuǎn)到步驟S405； 步驟S408：運(yùn)用改進(jìn)的Floyd算法更新矩陣A1、A2、A3和相應(yīng)矩陣P1、P2、P3，并根據(jù)矩陣P1、P2、P3搜索出該OD對的有效路徑，并將這些有效路徑經(jīng)過的站點(diǎn)編號按順序輸出；j＝j(luò)+1，判斷j是否大于m，若jm則i＝i+1并跳轉(zhuǎn)到步驟S404，否則跳轉(zhuǎn)到步驟S405； 所述步驟S408包括：在全網(wǎng)每一個OD對情況下，遍歷網(wǎng)絡(luò)中其余站點(diǎn)為起終點(diǎn)站的中間節(jié)點(diǎn)；當(dāng)路徑經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)時的總出行費(fèi)用小于原有出行費(fèi)用，則將該OD對的出行費(fèi)用更新為經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)時的出行費(fèi)用，路徑矩陣中對應(yīng)的元素更新該節(jié)點(diǎn)；當(dāng)路徑經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)時的總出行費(fèi)用等于原有出行費(fèi)用，則該OD對的出行費(fèi)用不變，路徑矩陣中對應(yīng)的元素增添該節(jié)點(diǎn)；當(dāng)路徑經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)時的總出行費(fèi)用大于原有出行費(fèi)用，則鄰接矩陣和路徑矩陣保持不變。

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