本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于智能搜索的定制公交線網(wǎng)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

隨著中國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程加劇，我國各大城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量飛速增長，而城市道路數(shù)量有限，且其增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)動(dòng)車增長速度，導(dǎo)致交通擁堵情況嚴(yán)重，同時(shí)，伴隨著城市人口的増加，大多數(shù)城市呈“攤大餅”狀地往外擴(kuò)展，導(dǎo)致城市功能布局不合理，居住區(qū)與工作區(qū)過于分散，居民出行距離過大，乘坐公共交通換乘多、時(shí)間長，而且城市不合理布局引發(fā)了嚴(yán)重的城化集聚效應(yīng)，造成中心城區(qū)早晚高峰交通出行需求量劇増，道路流量極度飽和，引發(fā)了城市道路擁堵、空氣污染嚴(yán)重等一系列“城市病”。

城市管理者在制定相應(yīng)政策措施解決“城市病”問題時(shí)，首先采用拓寬道路、新建道路的方式，但是有限的投資和城市用地資源使得城市道路增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上交通需求的増長速度，交通擁堵、環(huán)境污染問題仍得不到有效解決。

近幾年來，定制公交成為各大城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的一個(gè)重大舉措，迅速在城市交通領(lǐng)域崛起，作為一個(gè)新興公共交通模式成為社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)。定制公交是將出行起訖點(diǎn)、出行時(shí)間、服務(wù)水平相似的個(gè)體出行需求集合起來，為集合后的客戶群提供定制的公交服務(wù)車站、線路走向、線路網(wǎng)絡(luò)等的公交，相對(duì)于傳統(tǒng)公交來說，定制公交具有＂定時(shí)、定點(diǎn)、定票、一站直達(dá)＂等特點(diǎn)，這些便利性使得定制公交逐漸在各個(gè)城市展開應(yīng)用。

然而，根據(jù)目前各城市定制公交發(fā)展現(xiàn)狀來看，一些城市出現(xiàn)了由于定制公交線路規(guī)劃不合理導(dǎo)致的不同線路乘客數(shù)量差異懸殊、線網(wǎng)服務(wù)面積有限等問題，因此，如何充分考慮乘客出行需求，合理規(guī)劃線路布局，最大限度的發(fā)揮定制公交效益應(yīng)成為各大城市公共交通系統(tǒng)亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于智能搜索的定制公交線網(wǎng)優(yōu)化方法，通過優(yōu)化乘客可直達(dá)率來構(gòu)建定制公交線網(wǎng)，能夠緩解部分交通問題，并且對(duì)乘客的出行提供便利。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于智能搜索的定制公交線網(wǎng)優(yōu)化方法，包括如下步驟：

S1、通過網(wǎng)絡(luò)終端獲取乘客出行需求數(shù)據(jù)，并構(gòu)建乘客需求數(shù)據(jù)庫；

S2、構(gòu)建滿足定制公交的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型及約束條件；

S3、基于乘客出行站點(diǎn)人數(shù)進(jìn)行站點(diǎn)降序排序，以乘客出行站點(diǎn)人數(shù)排列前N位的站點(diǎn)對(duì)為基礎(chǔ)，構(gòu)建定制公交的備選線路集的起點(diǎn)和N個(gè)備選線路集的初始化線路，站點(diǎn)對(duì)指的是乘客需求的起點(diǎn)和終點(diǎn)；

S4、在N個(gè)備選線路集的初始化線路的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交站點(diǎn)GIS和站點(diǎn)乘客需求，構(gòu)建備選線路集，備選線路集中單條線路站點(diǎn)數(shù)最多為K；

S5、在備選線路集的基礎(chǔ)上，以乘客直達(dá)率作為適應(yīng)度函數(shù)，采用遺傳算法搜索滿足定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型的定制公交線網(wǎng)，乘客直達(dá)率指的是定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)/線路的總時(shí)間。

優(yōu)選的，步驟S1中通過網(wǎng)絡(luò)終端獲取乘客出行時(shí)間和地點(diǎn)，以乘客出行數(shù)據(jù)作為構(gòu)建定制公交線網(wǎng)的數(shù)據(jù)，并構(gòu)建乘客需求數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，步驟S2中以乘客直達(dá)率作為定制公交評(píng)價(jià)的最高指標(biāo)來構(gòu)建定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型，評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型及約束條件如下：

數(shù)學(xué)模型：

其中：P表示直達(dá)率最大；Z表示線路的數(shù)量；n表示所有的站點(diǎn)；H_ij代表兩個(gè)站點(diǎn)間運(yùn)輸?shù)某丝土?；X_ij代表匹配站點(diǎn)，如兩個(gè)站點(diǎn)匹配則為1，反之為0；Y_ij代表兩個(gè)站點(diǎn)間是否存在線路，如果這兩個(gè)站點(diǎn)間有線路通過則為1，反之為0；L_ij代表兩個(gè)站點(diǎn)間的運(yùn)行時(shí)間；

約束條件：

其中：L為單條線路的總長度；L_min、L_max代表單條線路的最小、最大長度，通常情況下L_min＝5km,L_max＝15km；S_f代表首末匹配站點(diǎn)對(duì)集合；S代表出行需求高于預(yù)設(shè)值的匹配站點(diǎn)對(duì)集合；num(l)代表單條線路l上站點(diǎn)個(gè)數(shù)；K為線路中站點(diǎn)個(gè)數(shù)最大值；N為同一個(gè)站點(diǎn)經(jīng)過線路的條數(shù)；為換乘次數(shù)。

優(yōu)選的，步驟S3中以乘客需求人數(shù)排列前N的站點(diǎn)對(duì)的起點(diǎn)作為備選線路集中線路的起點(diǎn)，以該起點(diǎn)對(duì)應(yīng)終點(diǎn)為備選線路集的初始化線路的終點(diǎn)，構(gòu)建N個(gè)備選線路集的初始化線路。

優(yōu)選的，步驟S4中，每個(gè)備選線路集都只含有一條具有兩個(gè)站點(diǎn)的初始化線路，以這條具有兩個(gè)站點(diǎn)的初始化線路為基礎(chǔ)，分別構(gòu)造總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為3,4,5……k的單條線路；尋找滿足每條線路中站點(diǎn)的方向性要求，且線路站點(diǎn)的非直線比在一定范圍內(nèi)的單條線路，組成新的備選線路集；站點(diǎn)的方向性即保證線路中的站點(diǎn)與乘客需求數(shù)據(jù)庫中的站點(diǎn)對(duì)的方向一致性，非直線比即任意兩點(diǎn)站點(diǎn)的實(shí)際距離/兩站點(diǎn)的空間距離。

進(jìn)一步的，線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i+1的線路可以是在線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i的所有線路上增加1個(gè)站點(diǎn)，以線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i的線路中所有站點(diǎn)為起點(diǎn)，查詢?cè)撈瘘c(diǎn)在乘客需求數(shù)據(jù)庫中具有乘客出行需求的對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，將該終點(diǎn)依次插入線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i的原查詢線路；

或者線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i+1的線路可以是在線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i-1的所有線路上增加2個(gè)站點(diǎn)的基礎(chǔ)上生成，基于站點(diǎn)GIS方法，通過站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫查詢總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i-1的線路中所有的站點(diǎn)的周圍站點(diǎn)，然后查找所有周圍站點(diǎn)在乘客需求數(shù)據(jù)庫中具有乘客出行需求的對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，即以所有周圍站點(diǎn)為起點(diǎn)，找到對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，同時(shí)滿足終點(diǎn)不在原來線路中，將所有滿足條件的周圍站點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)終點(diǎn)依次插入線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i-1的原查詢線路，周圍站點(diǎn)指的是該站點(diǎn)一定半徑內(nèi)的所有站點(diǎn)；

以其中兩個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成的初始化線路為基礎(chǔ)，即i＝2，構(gòu)建滿足條件的i+1＝3個(gè)站點(diǎn)的線路；

以其中兩個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成的初始化線路為基礎(chǔ)，即i＝2，構(gòu)建滿足條件的i+2＝4個(gè)站點(diǎn)的線路；同時(shí)以3個(gè)站點(diǎn)線路為基礎(chǔ)，即i+1＝3，構(gòu)建滿足條件的i+1+1＝4個(gè)站點(diǎn)的線路；

以當(dāng)前所有3個(gè)和4個(gè)站點(diǎn)的線路為基礎(chǔ)，對(duì)每條線路按照上述步驟構(gòu)造滿足條件的i+2＝5和i+1+1＝5個(gè)站點(diǎn)的線路，依次直到找到站點(diǎn)個(gè)數(shù)為K的線路停止；

繼續(xù)對(duì)剩余的N-1個(gè)初始化線路進(jìn)行搜索，找到對(duì)應(yīng)的備選初始線路，構(gòu)成N個(gè)備選線路集。

優(yōu)選的，步驟S5中以定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型作為適應(yīng)度函數(shù)，在備選線路集的基礎(chǔ)上，采用遺傳算法搜索滿足定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型的最終定制公交線網(wǎng)，步驟如下：

S5-1、初始化基本參數(shù)；

S5-2、編碼：對(duì)備選線路集中的公交線路進(jìn)行二進(jìn)制編碼，即通過值為i的二進(jìn)制值表示每個(gè)備選線路集中的第i條線路，依次連接N個(gè)二進(jìn)制編碼構(gòu)建染色體，染色體的長度由二進(jìn)制的位數(shù)及N決定；

S5-3、初始群體的生成：通過隨機(jī)產(chǎn)生染色體構(gòu)建初始化種群；

S5-4、適應(yīng)度評(píng)價(jià)：利用定制公交數(shù)學(xué)模型即乘客直達(dá)率來作為適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算，以適應(yīng)度作為遺傳算法搜索原則，用來保證搜索到的定制公交線網(wǎng)乘客直達(dá)率最大；

S5-5、選擇：將選擇算子作用于群體，基于輪盤法選擇下一代種群，同時(shí)結(jié)合精選原則，將適應(yīng)度最大的染色體直接作為下一代，針對(duì)剩余的染色體進(jìn)行交叉變異操作；

S5-6、交叉：將交叉算子作用于群體，通過雙點(diǎn)交叉的方式對(duì)隨機(jī)產(chǎn)生的兩條染色體進(jìn)行交叉，如果交叉后的染色體適應(yīng)度值比父代染色體中的染色體值都要大，則交叉后染色體保留，否則保留父代染色體；

S5-7、變異：將變異算子作用于群體，通過單點(diǎn)變異的方式對(duì)染色體的某個(gè)基因進(jìn)行變異；

S5-8、群體經(jīng)過選擇、交叉、變異運(yùn)算后得到下一代群體；

S5-9、終止條件判斷，若當(dāng)前循環(huán)次數(shù)小于迭代次數(shù)，則轉(zhuǎn)到步驟S5-4；反之則以進(jìn)化過程中所得到的具有最大適應(yīng)度的個(gè)體作為最優(yōu)解輸出，終止運(yùn)算。

進(jìn)一步的，步驟S5-2中設(shè)定公交線路最多的集合的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為所有集合的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制位數(shù)。

進(jìn)一步的，步驟S5-3中如果定制公交線網(wǎng)中的任意幾條線路含有相同的站點(diǎn)對(duì)，則計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)只計(jì)算一次該站點(diǎn)對(duì)運(yùn)送的乘客需求人數(shù)，依次處理定制公交線網(wǎng)中的所有相同的站點(diǎn)對(duì)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明通過結(jié)合公交站點(diǎn)GIS及乘客需求構(gòu)建備選線路集，能夠克服最短路徑法構(gòu)建備選線路集的不完善性。

2、本發(fā)明結(jié)合備選線路集和遺傳算法，具有良好的全局搜索能力，可以快速地搜索到滿足定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型的定制公交線網(wǎng)。

3、本發(fā)明克服傳統(tǒng)公交的不便利性，針對(duì)有特殊出行需求的乘客具有定時(shí)、定點(diǎn)、定票、一站直達(dá)的便利性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基本步驟流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例遺傳算法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

一種基于智能搜索的定制公交線網(wǎng)優(yōu)化方法，如圖1，包括以下步驟：

S1、通過智能手機(jī)或者電腦獲取乘客出行需求數(shù)據(jù)，并構(gòu)建乘客需求數(shù)據(jù)庫；

S2、構(gòu)建滿足定制公交的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型及約束條件；

S3、基于乘客出行站點(diǎn)人數(shù)進(jìn)行站點(diǎn)降序排序，以乘客出行站點(diǎn)人數(shù)排列前N位的站點(diǎn)對(duì)為基礎(chǔ)，構(gòu)建定制公交的備選線路集的起點(diǎn)和N個(gè)備選線路集的初始化線路，站點(diǎn)對(duì)指的是乘客需求的起點(diǎn)和終點(diǎn)，N的值根據(jù)定制線路的最大條數(shù)來確定，可以參考公交車的車輛數(shù)；

S4、在N個(gè)備選線路集的初始化線路的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交站點(diǎn)GIS和站點(diǎn)乘客需求，構(gòu)建備選線路集，備選線路集中單條線路站點(diǎn)數(shù)最多為K，K根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，通常情況下的定制公交站點(diǎn)個(gè)數(shù)不能太多，因此這個(gè)值可以根據(jù)運(yùn)營者來確定；

S5、在備選線路集的基礎(chǔ)上，以乘客直達(dá)率作為適應(yīng)度函數(shù)，采用遺傳算法搜索滿足定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型的定制公交線網(wǎng)，乘客直達(dá)率指的是定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)/線路的總時(shí)間。

具體實(shí)現(xiàn)方式如下：

1、步驟S1通過網(wǎng)絡(luò)終端獲取乘客出行時(shí)間和地點(diǎn)，以乘客出行數(shù)據(jù)作為構(gòu)建定制公交線網(wǎng)的數(shù)據(jù)，并構(gòu)建乘客需求數(shù)據(jù)庫。然后步驟S2以乘客直達(dá)率(即定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)/線路的總時(shí)間)作為定制公交評(píng)價(jià)的最高指標(biāo)來構(gòu)建定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型，該模型以定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)和線路的總時(shí)間兩種主要指標(biāo)來確保公交運(yùn)營企業(yè)和乘客的利益，此外，結(jié)合約束條件進(jìn)一步優(yōu)化定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型，通過單條線路的實(shí)際距離和運(yùn)送的總?cè)藬?shù)來保障公交運(yùn)營的企業(yè)利益，通過單條線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)，單條線路實(shí)際距離與最短線路的比值及線路復(fù)線條數(shù)(單個(gè)站點(diǎn)的經(jīng)過的線路的條數(shù))來保證乘客的利益，其中定制公交要求一站直達(dá)(即換乘次數(shù)為0)其評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型及約束條件如下：

數(shù)學(xué)模型：乘客直達(dá)率最大

其中：P表示直達(dá)率最大；Z表示線路的數(shù)量；n表示所有的站點(diǎn)；H_ij代表兩個(gè)站點(diǎn)間運(yùn)輸?shù)某丝土浚籜_ij代表匹配站點(diǎn)，如兩個(gè)站點(diǎn)匹配則為1，反之為0；Y_ij代表兩個(gè)站點(diǎn)間是否存在線路，如果這兩個(gè)站點(diǎn)間有線路通過則為1，反之為0；L_ij代表兩個(gè)站點(diǎn)間的運(yùn)行時(shí)間。

約束條件：

其中：L為單條線路的總長度；L_min，L_max代表單條線路的最小，最大長度，通常情況下L_min＝5km,L_max＝15km；S_f代表首末匹配站點(diǎn)對(duì)集合；S代表出行需求較高的匹配站點(diǎn)對(duì)集合；num(l)代表單條線路上站點(diǎn)個(gè)數(shù)；K為站點(diǎn)個(gè)數(shù)最大值；N為線路復(fù)線條數(shù)(即同一個(gè)站點(diǎn)經(jīng)過線路的條數(shù))；為換乘次數(shù)。

2、基于乘客需求進(jìn)行站點(diǎn)降序排序，針對(duì)站點(diǎn)乘客需求位于前位的站點(diǎn)對(duì)，構(gòu)建備選線路集的所有起點(diǎn)及初始化線路。

本發(fā)明主要是以乘客需求人數(shù)排列前的站點(diǎn)對(duì)的起點(diǎn)作為備選線路集中線路的起點(diǎn)，同時(shí)以匹配終點(diǎn)為中途站點(diǎn)為原則來進(jìn)行備選線路集的設(shè)計(jì)。

首先將排序中站點(diǎn)需求人數(shù)較多的起點(diǎn)為備選線路集中初始化線路的起點(diǎn)，匹配終點(diǎn)為備選線路集的初始化線路的終點(diǎn)，構(gòu)建個(gè)備選線路集的初始化線路，即每個(gè)備選線路集都只含有一條具有兩個(gè)站點(diǎn)的初始化線路。

3、以上述個(gè)備選線路集的初始化線路為基礎(chǔ)，結(jié)合公交站點(diǎn)GIS及站點(diǎn)乘客需求，將每個(gè)備選線路集按照如下方法搜索所有滿足條件的線路。主要原理是基于定制公交單條線路總的站點(diǎn)數(shù)最多為的這個(gè)限制條件，以單條線路站點(diǎn)個(gè)數(shù)為限制，結(jié)合公交站點(diǎn)GIS及站點(diǎn)乘客需求，線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為的線路是在線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為的所有線路上增加1個(gè)站點(diǎn)，或者是在線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為的所有線路上增加2個(gè)站點(diǎn)的基礎(chǔ)上生成，具體構(gòu)建備選線路集搜索流程如下：

(1)以上述個(gè)備選線路集的初始化線路為基礎(chǔ)，將每個(gè)備選線路集按照如下方法搜索所有滿足條件的線路。以其中一個(gè)集合為例，每個(gè)備選線路集都只含有一條具有兩個(gè)站點(diǎn)的初始化線路。以這條具有兩個(gè)站點(diǎn)的初始化線路為基礎(chǔ)，分別構(gòu)造總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為3,4,5……k的單條線路。所有滿足線路中的站點(diǎn)的方向性和線路站點(diǎn)的非直線比在一定范圍內(nèi)的的單條線路，組成新的備選線路集；站點(diǎn)的方向性即保證線路中的站點(diǎn)與乘客需求數(shù)據(jù)庫中的站點(diǎn)對(duì)的方向一致性，非直線比即任意兩點(diǎn)站點(diǎn)的實(shí)際距離/兩站點(diǎn)的空間距離。

線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i+1的線路可以是在線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i的所有線路上增加1個(gè)站點(diǎn)，以線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i的線路中所有站點(diǎn)為起點(diǎn)，查詢?cè)撈瘘c(diǎn)在乘客需求數(shù)據(jù)庫中具有乘客出行需求的對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，將該終點(diǎn)依次插入線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i的原查詢線路；

或者是在線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i-1的所有線路上增加2個(gè)站點(diǎn)的基礎(chǔ)上生成，基于站點(diǎn)GIS方法，通過站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫查詢總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i-1的線路中所有的站點(diǎn)的周圍站點(diǎn)，周圍站點(diǎn)指的是該站點(diǎn)一定半徑內(nèi)的所有站點(diǎn)，然后查找所有周圍站點(diǎn)在乘客需求數(shù)據(jù)庫中具有乘客出行需求的對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，即以所有周圍站點(diǎn)為起點(diǎn)，找到對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，同時(shí)滿足終點(diǎn)不在原來線路中，將所有滿足條件的周圍站點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)終點(diǎn)依次插入線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為i-1的原查詢線路；

定制公交單條線路總的站點(diǎn)數(shù)最多為K，依次直到找到站點(diǎn)個(gè)數(shù)為K的線路停止；

具體的：以其中兩個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成的初始化線路為基礎(chǔ)，即，線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為3的線路是在原有2個(gè)站點(diǎn)的線路的基礎(chǔ)上插入1個(gè)站點(diǎn)，由于本步驟只增加一個(gè)站點(diǎn)，如果采用基于站點(diǎn)GIS方法只能增加兩個(gè)站點(diǎn)，因此，本步驟只采用站點(diǎn)乘客需求構(gòu)建線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為3的線路，具體查詢?cè)摼€路中所有站點(diǎn)在乘客需求數(shù)據(jù)庫中具有乘客出行需求的其他站點(diǎn)，依次插入查詢中的線路，組合成滿足條件的3個(gè)站點(diǎn)的線路；

(1)以其中兩個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成的初始化線路為基礎(chǔ)，即i＝2，線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為3的線路是在原有2個(gè)站點(diǎn)的線路的基礎(chǔ)上插入1個(gè)站點(diǎn)；線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為2的線路中，有站點(diǎn)M1、M2，在乘客需求數(shù)據(jù)庫中查詢以M1或者M(jìn)2為起點(diǎn)的所有需求終點(diǎn)，將該終點(diǎn)插入原有M1、M2線路中，組合成滿足條件的3個(gè)站點(diǎn)的線路；

(2)以其中兩個(gè)站點(diǎn)構(gòu)成的初始化線路為基礎(chǔ)，即i＝2，基于站點(diǎn)GIS方法，通過站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫查詢?cè)搩蓚€(gè)站點(diǎn)的周圍站點(diǎn)，以任意周圍站點(diǎn)為起點(diǎn)通過乘客需求數(shù)據(jù)庫搜索匹配終點(diǎn)，同時(shí)該終點(diǎn)不能是原有線路中的站點(diǎn)，依次插入所有符合該條件的周圍站點(diǎn)及其匹配終點(diǎn)，構(gòu)建滿足條件的i+2＝4個(gè)站點(diǎn)的線路；同時(shí)以三個(gè)站點(diǎn)線路為基礎(chǔ)，即i+1＝3，以線路總站點(diǎn)個(gè)數(shù)為3的線路中所有站點(diǎn)為起點(diǎn)，查詢?cè)撈瘘c(diǎn)在乘客需求數(shù)據(jù)庫中具有乘客出行需求的對(duì)應(yīng)終點(diǎn)，依次插入查詢中的線路構(gòu)建滿足條件的i+1+1＝4個(gè)站點(diǎn)的線路；

(3)以當(dāng)前所有3個(gè)和4個(gè)站點(diǎn)的線路為基礎(chǔ)，對(duì)每條線路按照上述步驟(2)的方法插入滿足條件的周圍站點(diǎn)集，及基于站點(diǎn)乘客需求查找的站點(diǎn)，構(gòu)造滿足條件的i+2＝5和i+1+1＝5個(gè)站點(diǎn)的線路，依次直到找到站點(diǎn)個(gè)數(shù)為K的線路停止；

(4)返回步驟(1)對(duì)剩余的N-1個(gè)初始化線路進(jìn)行搜索，找到對(duì)應(yīng)的備選初始線路，構(gòu)成N個(gè)備選線路集。

4、以定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型作為適應(yīng)度函數(shù)，在備選線路集的基礎(chǔ)上，采用遺傳算法搜索滿足定制公交評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)學(xué)模型的最終定制公交線網(wǎng)，其中，任意備選線路集中的所有線路都是基于最初兩個(gè)站點(diǎn)的初始化線路的基礎(chǔ)上遞歸產(chǎn)生的，因此每個(gè)備選線路集都含有對(duì)應(yīng)相同的兩個(gè)站點(diǎn)，然而，定制公交為了增加站點(diǎn)的覆蓋率(即線路站點(diǎn)個(gè)數(shù)/總的站點(diǎn)個(gè)數(shù))，則限制同一個(gè)站點(diǎn)對(duì)只能允許一條線路通過，因此本發(fā)明采用二進(jìn)制編碼構(gòu)建染色體，針對(duì)個(gè)備選線路集中的公交線路的個(gè)數(shù)分別進(jìn)行二進(jìn)制編碼，值為的二進(jìn)制代表線路中的第條線路，以此保證每個(gè)備選線路集最多只能選擇其中的一條線路，增加站點(diǎn)的覆蓋率。同時(shí)不同備選線路集合中，也會(huì)含有相同站點(diǎn)對(duì)的線路，以乘客直達(dá)率作為適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)只計(jì)算一次該站點(diǎn)對(duì)運(yùn)送的乘客需求人數(shù)，依次處理定制公交線網(wǎng)中的所有相同的站點(diǎn)對(duì)，增加站點(diǎn)的覆蓋率，乘客直達(dá)率中的線路的總時(shí)間則為每條線路的時(shí)間總和，所采用遺傳算法具體搜索流程如下：

(1)初始化迭代次數(shù)，種群數(shù)量，交叉概率，變異概率等基本參數(shù)；

(2)編碼：對(duì)備選線路集中的公交線路進(jìn)行二進(jìn)制編碼，即通過值為的二進(jìn)制值表示每個(gè)備選線路集中的第條線路，其次連接個(gè)二進(jìn)制編碼構(gòu)建染色體，染色體的長度由二進(jìn)制的位數(shù)及決定。本發(fā)明為了保證每個(gè)備選線路集代表二進(jìn)制的位數(shù)一致，設(shè)定公交線路最多的集合的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為所有集合的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制位數(shù)，例如，個(gè)備選線路集中的最大集合線路個(gè)數(shù)為250，則采用8位為所有集合的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制位數(shù)，即8位二進(jìn)制代表一個(gè)備選線路集，也就是染色體中的一個(gè)備選線路集片段，值為的8位二進(jìn)制值表示每個(gè)備選線路集中的第條線路，例如10010100，則148代表選中該備選線路集中的第148條線路作為定制公交線網(wǎng)中的一條線路，若該備選線路集的線路數(shù)量少于148，則代表該備選線路集沒有線路被選中，計(jì)算適應(yīng)值函數(shù)時(shí)，該備選線路集代表的定制公交線路運(yùn)送的人數(shù)及線路時(shí)間都為0。本發(fā)明中的染色體是由以下二進(jìn)制片段連接而成，例如：

10010100|00011000|01001001|10010100|00100010|11000011

代表6個(gè)備選線路集，其中每個(gè)備選線路集選中對(duì)應(yīng)二級(jí)制值的線路，本發(fā)明中有N個(gè)備選線路集，則由N個(gè)二進(jìn)制片段連接組合成染色體；

(3)初始群體的生成：通過隨機(jī)產(chǎn)生染色體構(gòu)建初始化種群；

(4)適應(yīng)度評(píng)價(jià)：利用定制公交數(shù)學(xué)模型即乘客直達(dá)率作為適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算，以適應(yīng)度作為遺傳算法搜索原則，用來保證搜索到的定制公交線網(wǎng)乘客直達(dá)率最大，其中為了保證站點(diǎn)覆蓋率，必須保證定制公交線網(wǎng)中的線路不含相同的站點(diǎn)對(duì)，如果定制公交線網(wǎng)中的任意幾條線路含有相同的站點(diǎn)對(duì)，則計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)時(shí)，對(duì)應(yīng)的定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)只計(jì)算一次該站點(diǎn)對(duì)運(yùn)送的乘客需求人數(shù)，依次處理定制公交線網(wǎng)中的所有相同的站點(diǎn)對(duì)；

(5)選擇：將選擇算子作用于群體，基于輪盤法選擇下一代種群，同時(shí)結(jié)合精選原則，將適應(yīng)度最大的染色體直接作為下一代，針對(duì)剩余的染色體進(jìn)行交叉變異操作；

(6)交叉：將交叉算子作用于群體，通過雙點(diǎn)交叉的方式對(duì)隨機(jī)產(chǎn)生的兩條染色體進(jìn)行交叉，如果交叉后的染色體適應(yīng)度值比父代染色體中的染色體值都要大，則交叉后染色體保留，否則保留父代染色體；

(7)變異：將變異算子作用于群體，通過單點(diǎn)變異的方式對(duì)染色體的某個(gè)基因進(jìn)行變異；

(8)群體經(jīng)過選擇、交叉、變異運(yùn)算后得到下一代群體；

(9)終止條件判斷，若當(dāng)前循環(huán)次數(shù)小于迭代次數(shù)，則轉(zhuǎn)到步驟(4)；反之則以進(jìn)化過程中所得到的具有最大適應(yīng)度的個(gè)體作為最優(yōu)解輸出，終止運(yùn)算。

本發(fā)明基于乘客出行的需求和智能搜索技術(shù)，提出了一種基于智能搜索的定制公交線網(wǎng)優(yōu)化方法，該方法通過優(yōu)化乘客可直達(dá)率(即定制公交線路運(yùn)送的總?cè)藬?shù)/線路的總時(shí)間)來構(gòu)建定制公交線網(wǎng)，一方面通過定制公交線路的總時(shí)間及定制公交線路運(yùn)送的總乘客人數(shù)等兩種主要指標(biāo)來滿足公交運(yùn)營企業(yè)及乘客的利益，另一方面，本發(fā)明結(jié)合公交站點(diǎn)GIS及站點(diǎn)乘客需求搜索定制公交備選線路集，更加全面的搜索滿足定制公交的所有線路，并且基于該方法得到的備選線路集可以大大減少遺傳算法搜索時(shí)間。該發(fā)明的實(shí)現(xiàn)不僅緩解了部分交通問題，同時(shí)也對(duì)乘客的出行提供了便利。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。