本發(fā)明涉及一種“互聯(lián)網(wǎng)+交通”技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮停車換乘地鐵的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成方法。

背景技術(shù)：

隨著全球交通擁堵、環(huán)境污染、能源耗竭等頑疾的日趨嚴(yán)重，以及“互聯(lián)網(wǎng)+交通”時(shí)代的到來，世界各地的政府和學(xué)術(shù)界越來越關(guān)注運(yùn)用信息和通訊技術(shù)加強(qiáng)對小汽車需求的動(dòng)態(tài)管理的方法，例如，鼓勵(lì)人們由使用效率低、污染大、能耗高的小汽車轉(zhuǎn)為采用使用效率高、污染小、能耗低的公共交通的信息服務(wù)產(chǎn)品。

能夠提供小汽車、公共交通(公交車、地鐵、火車等)、自行車、步行等出行方式的出行路線的網(wǎng)站、手機(jī)app和導(dǎo)航儀等就是如今常見的這類信息服務(wù)產(chǎn)品。尤其是小汽車的路線誘導(dǎo)在一些產(chǎn)品上已經(jīng)能夠做到根據(jù)實(shí)時(shí)路況來推薦行駛路線的效果。另一方面，在許多修建了地鐵及停車換乘設(shè)施的擁擠城市，政府多年來一直在研究鼓勵(lì)人們由小汽車轉(zhuǎn)為停車換乘地鐵的有效手段，以期構(gòu)建更低碳環(huán)保的城市交通出行結(jié)構(gòu)。順應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)需求，研究能為出行人提供包括“全程自駕”和“停車換乘地鐵”的復(fù)合式路線誘導(dǎo)的信息服務(wù)產(chǎn)品具有重要價(jià)值。

然而，考察國內(nèi)外現(xiàn)有信息服務(wù)產(chǎn)品后發(fā)現(xiàn)，市面上尚無能提供“全程自駕”和“停車換乘地鐵”的復(fù)合式路線誘導(dǎo)的信息服務(wù)產(chǎn)品。“全程自駕/停車換乘地鐵”復(fù)合式路線誘導(dǎo)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是推薦路線的生成方法。研究表明，人們從全程自駕和停車換乘地鐵中做出選擇的決策行為會(huì)受停車費(fèi)用、地鐵票價(jià)、停車換乘所需時(shí)間及步行距離、地鐵票價(jià)、地鐵車廂擁擠程度、目的地地鐵站到目的地的步行距離等因素影響。這些影響因素遠(yuǎn)比傳統(tǒng)小汽車路線誘導(dǎo)方法考慮的因素多。因此，“全程自駕/停車換乘地鐵”復(fù)合式誘導(dǎo)路線的生成方法要能提供符合出行人決策行為特點(diǎn)的合理路線，方能確保研發(fā)的信息服務(wù)產(chǎn)品被市場接受。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前尚未提出“全程自駕/停車換乘地鐵”復(fù)合式誘導(dǎo)路線的生成方法。

綜上，探索“全程自駕/停車換乘地鐵”復(fù)合式誘導(dǎo)路線的生成方法，是互聯(lián)網(wǎng)+交通時(shí)代下與時(shí)俱進(jìn)的一個(gè)具有理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義以及市場前景的方向，可以為開發(fā)面向小汽車需求管理的信息服務(wù)產(chǎn)品提供技術(shù)支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有出行導(dǎo)航類信息服務(wù)產(chǎn)品尚不能提供包含停車換乘地鐵(spnr)這一出行方式的小汽車路線誘導(dǎo)功能的不足，提出了一種全程自駕/停車換乘地鐵復(fù)合式誘導(dǎo)路線的生成裝置和生成方法，并采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置，安裝在通信終端設(shè)備或汽車導(dǎo)航設(shè)備內(nèi)，根據(jù)用戶的起始點(diǎn)和目的地生成多條全程自駕路線以及與每條自駕路線相對應(yīng)的停車換乘地鐵路線，并向用戶提供一定數(shù)目的最優(yōu)路線，具有這樣的技術(shù)特征，包括：畫面存儲(chǔ)部、輸入顯示部、路線生成部、勢能損耗計(jì)算部以及最優(yōu)路線設(shè)定部。其中，畫面存儲(chǔ)部至少存儲(chǔ)有讓用戶輸入出發(fā)地以及目的地的地點(diǎn)輸入畫面以及顯示最優(yōu)路線的路線顯示畫面；輸入顯示部顯示地點(diǎn)輸入畫面讓用戶輸入出發(fā)地和所述目的地，并在最優(yōu)路線設(shè)定部設(shè)定最優(yōu)路線后顯示路線顯示畫面；路線生成部根據(jù)出發(fā)地以及目的地生成多條自駕路線以及與每條自駕路線相對應(yīng)的多條停車換乘地鐵路線；勢能損耗計(jì)算部依據(jù)實(shí)際交通資料和路況信息按照預(yù)定方法計(jì)算每條路線的勢能損耗；最優(yōu)路線設(shè)定部根據(jù)k條最短路搜索算法，得到前k條勢能損耗最小的出行路線，并將該k條出行路線設(shè)定為所述最優(yōu)路線，k為1～6之間的正整數(shù)。

本發(fā)明提供的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置，還包括：當(dāng)前位置獲取部，用于自動(dòng)獲取用戶的當(dāng)前位置，此時(shí)，輸入顯示部顯示地點(diǎn)輸入畫面并將該當(dāng)前位置作為出發(fā)地。

本發(fā)明提供的一種道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置，還具有這樣的技術(shù)特征：上述預(yù)定方法包括如下步驟：步驟1，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)中的期望效用思想，定義全程自駕和停車換乘地鐵兩種出行方式的勢能損耗函數(shù)，

pel(自駕)＝a0+a1×x1+a2×x2，

pel(換乘)＝a3×x3+a4×x4+a5×x5+a6×x6+a7×x7+a8×x8+a9×x9，

其中，x1和x2分別是全程自駕的時(shí)間和費(fèi)用，x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9分別是停車換乘地鐵方式的車廂內(nèi)時(shí)間、等候時(shí)間、出行起始點(diǎn)至停車換乘設(shè)施的時(shí)間、停車換乘設(shè)施至地鐵站臺的步行距離、車廂擁擠程度、其它步行距離以及全程費(fèi)用，a0為固定參數(shù)，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9是勢能損耗的貢獻(xiàn)系數(shù)；

步驟2，利用經(jīng)典的離散選擇分析方法中的logit模型，建立自駕/換乘選擇概率模型，并利用最大似然估計(jì)方法根據(jù)所述實(shí)際交通資料和路況信息數(shù)據(jù)擬合出a0～a9的值；

步驟3，計(jì)算每條路線的勢能損耗函數(shù)的大小。

其中，在步驟2中，自駕/換乘選擇概率模型的建立方法為：

首先，建立自駕的效用函數(shù)：u(自駕)＝a0+a1×x1+a2×x2+e1以及

停車換乘地鐵的效用函數(shù)：u(換乘)＝a3×x3+a4×x4+a5×x5+a6×x6+a7×x7+a8×x8+a9×x9+e2，其中，e1和e2服從獨(dú)立同分布的gumbel分布；

其次，構(gòu)建選擇自駕以及選擇停車換乘地鐵的概率計(jì)算式：

選擇自駕的概率為：p(自駕)＝exp(a0+a1×x1+a2×x2)/(exp(a0+a1×x1+a2×x2)+exp(a3×x3+a4×x4+a5×x5+a6×x6+a7×x7+a8×x8+a9×x9))

選擇停車換乘地鐵的概率為：p(換乘)＝1-p(自駕)。

本發(fā)明提供的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置，還具有這樣的技術(shù)特征：k的值優(yōu)選為3。

進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了一種道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成方法，包括以下步驟：步驟1，輸入顯示部顯示地點(diǎn)輸入畫面讓用戶輸入出發(fā)地和目的地；步驟2，路線生成部根據(jù)出發(fā)地以及目的地生成多條自駕路線以及與每條自駕路線相對應(yīng)的多條停車換乘地鐵路線；步驟3，勢能損耗計(jì)算部依據(jù)實(shí)際交通資料和路況信息計(jì)算按照預(yù)定方法計(jì)算每條路線的勢能損耗；步驟4，最優(yōu)路線設(shè)定部根據(jù)k條最短路搜索算法，得到前k條勢能損耗最小的出行路線，并將該k條出行路線設(shè)定為最優(yōu)路線；步驟5，輸入顯示部路線顯示畫面，用于顯示k條所述最優(yōu)路線。其中，k為1～6之間的正整數(shù)。

發(fā)明作用與效果

根據(jù)本發(fā)明提供的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置以及路線生成方法，由于該路線生成裝置包括畫面存儲(chǔ)部、輸入顯示部、路線生成部、勢能損耗計(jì)算部以及最優(yōu)路線設(shè)定部，畫面存儲(chǔ)部至少存儲(chǔ)有讓用戶輸入出發(fā)地以及目的地的地點(diǎn)輸入畫面以及顯示最優(yōu)路線的路線顯示畫面；輸入顯示部顯示地點(diǎn)輸入畫面讓用戶輸入出發(fā)地和目的地，并在最優(yōu)路線設(shè)定部設(shè)定最優(yōu)路線后顯示所述路線顯示畫面，路線生成部根據(jù)出發(fā)地以及目的地生成多條自駕路線以及多條停車換乘地鐵路線，勢能損耗計(jì)算部依據(jù)實(shí)際交通資料和路況信息計(jì)算按照預(yù)定方法計(jì)算每條路線的勢能損耗，最優(yōu)路線設(shè)定部根據(jù)k條最短路搜索算法，得到前k條勢能損耗最小的出行路線，并將該k條出行路線設(shè)定為最優(yōu)路線，從而使得本發(fā)明的路線生成裝置能夠?qū)崿F(xiàn)為用戶提供最優(yōu)的出行路線的目的，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)+交通時(shí)代下與時(shí)俱進(jìn)的一個(gè)具有理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義以及市場前景的方向，可以為開發(fā)面向小汽車需求管理的信息服務(wù)產(chǎn)品提供技術(shù)支撐，從而為面向綠色交通的導(dǎo)航類信息服務(wù)產(chǎn)品的研發(fā)提供技術(shù)支持。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2(a)是本發(fā)明實(shí)施例中地點(diǎn)輸入畫面的示意圖；圖2(b)是本發(fā)明實(shí)施例中路線顯示畫面的示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置10包括畫面存儲(chǔ)部11、輸入顯示部12、當(dāng)前位置獲取部13、路線生成部14、勢能損耗計(jì)算部15、最優(yōu)路線設(shè)定部16、暫存部17以及控制部18。

畫面存儲(chǔ)部11至少存儲(chǔ)有地點(diǎn)輸入畫面111和路線顯示畫面112，該兩種畫面如圖2(a)和圖2(b)所示。

地點(diǎn)輸入畫面111中顯示有讓用戶對出行方式進(jìn)行選擇的出行方式選擇部分111a以及出發(fā)地與目的地輸入部分111b。出行方式選擇部分111a中設(shè)置有公交、駕車/換乘地鐵、快車、出租車、步行以及騎行六種方式供選擇。出發(fā)地與目的地輸入部分111b讓用戶輸入出發(fā)地的目的地，默認(rèn)用戶的當(dāng)前位置為出發(fā)地。路線顯示畫面112用于顯示最優(yōu)路線設(shè)定部16所確定的最優(yōu)路線。

輸入顯示部12先顯示地點(diǎn)輸入畫面111，讓用戶選擇相應(yīng)的出行方式、輸入出發(fā)地和目的地并點(diǎn)擊確定，而后在最優(yōu)路線設(shè)定部設(shè)定最優(yōu)路線后顯示路線顯示畫面112。用戶所輸入的出發(fā)地和目的地被暫時(shí)存儲(chǔ)在暫存部17中。

當(dāng)前位置獲取部13用于自動(dòng)獲取用戶的當(dāng)前位置。

由于公交、快車、出租車、步行以及騎行方式的路線生成以及最優(yōu)路線的確定在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在，本實(shí)施例僅對本發(fā)明要保護(hù)的駕車/換乘地鐵的路線生成、勢能損耗以及最優(yōu)路線的設(shè)定進(jìn)行說明。

路線生成部14根據(jù)出發(fā)地以及目的地生成多條自駕路線以及與每條自駕路線對應(yīng)的多條停車換乘地鐵路線。

勢能損耗計(jì)算部15依據(jù)實(shí)際交通資料和路況信息計(jì)算每條路線的勢能損耗，具體計(jì)算方法如下：

步驟1，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)中的期望效用(expectedutility)思想，定義全程自駕(auto)和停車換乘地鐵(spnr)兩種出行方式的勢能損耗函數(shù)，勢能損耗函數(shù)是出行方式的屬性的函數(shù)，表達(dá)為以下的線性加和形式：

pel(自駕)＝a0+a1×x1+a2×x2，

pel(換乘)＝a3×x3+a4×x4+a5×x5+a6×x6+a7×x7+a8×x8+a9×x9，

其中，x1和x2分別是全程自駕的時(shí)間和費(fèi)用，x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9分別是停車換乘地鐵方式的車廂內(nèi)時(shí)間、等候時(shí)間、出行起始點(diǎn)至停車換乘設(shè)施的時(shí)間、停車換乘設(shè)施至地鐵站臺的步行距離、車廂擁擠程度、其它步行距離以及全程費(fèi)用，a0為固定參數(shù)，a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9是勢能損耗的貢獻(xiàn)系數(shù)；

步驟2，利用經(jīng)典的離散選擇分析方法中的logit模型，建立自駕/換乘選擇概率模型：首先，建立自駕的效用函數(shù)：u(自駕)＝a0+a1×x1+a2×x2+e1以及停車換乘地鐵的效用函數(shù)：u(換乘)＝a3×x3+a4×x4+a5×x5+a6×x6+a7×x7+a8×x8+a9×x9+e2，其中，e1和e2服從獨(dú)立同分布的gumbel分布；其次，構(gòu)建選擇自駕以及選擇停車換乘地鐵的概率計(jì)算式：選擇自駕的概率為：p(自駕)＝exp(a0+a1×x1+a2×x2)/(exp(a0+a1×x1+a2×x2)+exp(a3×x3+a4×x4+a5×x5+a6×x6+a7×x7+a8×x8+a9×x9))，選擇停車換乘地鐵的概率為：p(換乘)＝1-p(自駕)。

提前通過正交設(shè)計(jì)等部分因子實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)出若干個(gè)假想的“由一條auto路線和一條spnr路線組成”的auto/spnr選擇情境，每個(gè)情境就是x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9的一個(gè)特定組合。然后，開展駕駛員調(diào)查，調(diào)查中被試對每個(gè)情境做出自己的選擇，即選擇auto或spnr，選擇結(jié)果記為y，y＝0表示選擇auto，y＝1表示選擇spnr。

利用最大似然估計(jì)方法即可利用調(diào)查到的行為數(shù)據(jù)以及實(shí)際交通資料和路況信息數(shù)據(jù)擬合出每個(gè)情境下a0～a9的值。

在本實(shí)施例中，logit模型詳細(xì)推導(dǎo)過程以及最大似然估計(jì)方法可以參考ben-akiva,m.ands.r.lerman,discretechoiceanalysis.cambridge,usa:mitpress,1985。

步驟3，計(jì)算每條路線的勢能損耗函數(shù)的大小。

最優(yōu)路線設(shè)定部16根據(jù)k條最短路搜索算法，得到前k條勢能損耗最小的出行路線，并將該k條出行路線設(shè)定為最優(yōu)路線。該k條路線被輸入顯示部12顯示在路線顯示畫面112上，為用戶提供出行參考。在本實(shí)施例中，k的值優(yōu)選為3。

控制部18用于控制畫面存儲(chǔ)部11、輸入顯示部12、當(dāng)前位置獲取部13、路線生成部14、勢能損耗計(jì)算部15、最優(yōu)路線設(shè)定部16以及暫存部17的運(yùn)行。

本實(shí)施例還提供了一種道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成方法，如圖3所示，包括以下步驟：

步驟1(s1)，輸入顯示部顯示地點(diǎn)輸入畫面讓用戶輸入出發(fā)地和目的地；

步驟2(s2)，路線生成部根據(jù)出發(fā)地以及目的地生成多條自駕路線以及和每條自駕路線相對應(yīng)的多條停車換乘地鐵路線；

步驟3(s3)，勢能損耗計(jì)算部依據(jù)實(shí)際交通資料和路況信息按照上述方法計(jì)算每條路線的勢能損耗；

步驟4(s4)，最優(yōu)路線設(shè)定部根據(jù)k條最短路搜索算法，得到前三條勢能損耗最小的出行路線，并將該三條出行路線設(shè)定為最優(yōu)路線；

步驟5(s5)所述輸入顯示部顯示路線顯示畫面，顯示該k條最優(yōu)路線。實(shí)施例作用與效果

本實(shí)施例的道路交通網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式誘導(dǎo)路線生成裝置以及路線生成方法，由于該路線生成裝置包括畫面存儲(chǔ)部、輸入顯示部、路線生成部、勢能損耗計(jì)算部以及最優(yōu)路線設(shè)定部，畫面存儲(chǔ)部至少存儲(chǔ)有讓用戶輸入出發(fā)地以及目的地的地點(diǎn)輸入畫面以及顯示最優(yōu)路線的路線顯示畫面；輸入顯示部顯示地點(diǎn)輸入畫面讓用戶輸入出發(fā)地和目的地，并在最優(yōu)路線設(shè)定部設(shè)定最優(yōu)路線后顯示所述路線顯示畫面，路線生成部根據(jù)出發(fā)地以及目的地生成多條自駕路線以及多條停車換乘地鐵路線，勢能損耗計(jì)算部依據(jù)實(shí)際交通資料和路況信息計(jì)算按照預(yù)定方法計(jì)算每條路線的勢能損耗，最優(yōu)路線設(shè)定部根據(jù)k條最短路搜索算法，得到前k條勢能損耗最小的出行路線，并將該k條出行路線設(shè)定為最優(yōu)路線，從而使得本實(shí)施例的路線生成裝置能夠?qū)崿F(xiàn)為用戶提供最優(yōu)的出行路線的目的，同時(shí)也是互聯(lián)網(wǎng)+交通時(shí)代下與時(shí)俱進(jìn)的一個(gè)具有理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義以及市場前景的方向，可以為開發(fā)面向小汽車需求管理的信息服務(wù)產(chǎn)品提供技術(shù)支撐，從而為面向綠色交通的導(dǎo)航類信息服務(wù)產(chǎn)品的研發(fā)提供技術(shù)支持。