本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)科學(xué)和公共交通領(lǐng)域，特別是指一種衡量公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度的方法。

背景技術(shù)：

城市公交網(wǎng)絡(luò)是一種典型的空間網(wǎng)絡(luò)，空間網(wǎng)絡(luò)是一種具有空間屬性的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)嵌入在所處的空間中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)和邊都有自己的空間(地理)位置，這種空間位置的約束對網(wǎng)絡(luò)的屬性有著重要的影響。由于公共交通出行方式的多樣性，人們往往不滿足于步行、公交車、地鐵等傳統(tǒng)出行方式，公共自行車的加入也為人們提供了更加豐富的選擇，因此目前大部分對城市公交網(wǎng)絡(luò)的研究越來越關(guān)注與多模式的公交網(wǎng)絡(luò)研究。然而對于多模式城市公交網(wǎng)絡(luò)的模型如何去判定整體網(wǎng)絡(luò)性能的好壞在目前來說仍然沒有一套比較完整的評價(jià)體系。

公交網(wǎng)絡(luò)存在著流的特性，這可以體現(xiàn)在公交車的實(shí)時(shí)調(diào)度、公交行駛過程中由于各種因素造成的時(shí)間的延遲以及交通狀況對公交車的影響。而這些因素由于時(shí)間和空間的影響而需要對其進(jìn)行交通流的研究從而得到在時(shí)態(tài)以及空間特性上達(dá)到更優(yōu)的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有公交網(wǎng)絡(luò)的無法有效描述交通流分布不均衡程度的不足，本發(fā)明提出了一種衡量公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度的方法，可以描述在城市空間中，公交網(wǎng)絡(luò)交通流分布的不均衡程度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)具體步驟如下：

一種衡量公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度的方法，包括如下步驟：

步驟一：實(shí)際城市公共交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和收集，包括公交站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，公交線路的位置和長度；

步驟二：構(gòu)建城市公交系統(tǒng)的加權(quán)有向空間網(wǎng)絡(luò)模型，該網(wǎng)絡(luò)模型的節(jié)點(diǎn)為具有經(jīng)緯度信息的公交站點(diǎn)；兩個(gè)站點(diǎn)如果是一條公交線路上的相鄰站點(diǎn)，則這兩個(gè)站點(diǎn)之間就有連邊，該連邊反映相應(yīng)公交線路的方向，其權(quán)值為兩站點(diǎn)之間公交線路的實(shí)際長度；

步驟三：任意選取網(wǎng)絡(luò)的一條邊e，計(jì)算該邊的介數(shù)其中介數(shù)B_e表示網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過邊e的路徑的數(shù)目；i,j表示網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，P_e表示節(jié)點(diǎn)i,j之間的最短路徑是否經(jīng)過邊e的標(biāo)識，如果經(jīng)過則P_e＝1，如果不經(jīng)過則Pe＝0；

步驟四：遍歷整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對每一條邊，重復(fù)步驟三，獲得每一條邊的介數(shù)；

步驟五：計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的基尼系數(shù)：

$G=\frac{1}{2E^2\stackrel{\‾}{B}}\underset{p}{\Σ}\underset{q}{\Σ}|B_p-B_q|$

其中p和q分別表示網(wǎng)絡(luò)中任意一條邊，E表示網(wǎng)絡(luò)中邊的總數(shù)，B_p和B_q分別表示邊p和q的介數(shù)，為所有邊的平均介數(shù)，G∈[0,1]，基尼系數(shù)G表示公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度，當(dāng)基尼系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)表示公交網(wǎng)絡(luò)交通流集中在少量的邊，大多數(shù)邊流量較小，交通流空間分布不均衡；反之，基尼系數(shù)比較小時(shí)，網(wǎng)絡(luò)流量比較均勻地分布在每一條邊，交通流空間分布比較均衡。

本發(fā)明的有益效果為：可以評價(jià)和衡量公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度，有助于對公共交通進(jìn)行更好地管控和緩解城市交通擁堵。

附圖說明

圖1是加權(quán)有向的空間公交網(wǎng)絡(luò)模型的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

參照圖1，一種衡量公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度的方法，包括以下步驟：

步驟一：實(shí)際城市公共交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和收集，包括公交站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，公交線路的位置和長度；

步驟二：構(gòu)建城市公交系統(tǒng)的加權(quán)有向空間網(wǎng)絡(luò)模型，該網(wǎng)絡(luò)模型的節(jié)點(diǎn)為具有經(jīng)緯度信息的公交站點(diǎn)；兩個(gè)站點(diǎn)如果是一條公交線路上的相鄰站點(diǎn)，則這兩個(gè)站點(diǎn)之間就有連邊，該連邊反映相應(yīng)公交線路的方向，其權(quán)值為兩站點(diǎn)之間公交線路的實(shí)際長度。圖1表示加權(quán)有向空間公交網(wǎng)絡(luò)模型，圖中有3條公交線路組成的公交路線圖，不同形狀線條表示不同的公交線路，箭頭表示公交車的行駛方向，箭頭上的數(shù)值表示權(quán)值，即公交線路的長度(km)。其中4號站點(diǎn)表示兩條公交線路的共享站點(diǎn)。

步驟三：任意選取網(wǎng)絡(luò)的一條邊e，計(jì)算該邊的介數(shù)其中介數(shù)B_e表示網(wǎng)絡(luò)中所有最短路徑中經(jīng)過邊e的路徑的數(shù)目；i,j表示網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，P_e表示節(jié)點(diǎn)i,j之間的最短路徑是否經(jīng)過邊e的標(biāo)識，如果經(jīng)過則P_e＝1，如果不經(jīng)過則Pe＝0；

步驟四：遍歷整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對每一條邊，重復(fù)步驟三，獲得每一條邊的介數(shù)；

步驟五：計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的基尼系數(shù)：

$G=\frac{1}{2E^2\stackrel{\‾}{B}}\underset{p}{\Σ}\underset{q}{\Σ}|B_p-B_q|$

其中p和q分別表示網(wǎng)絡(luò)中任意一條邊，E表示網(wǎng)絡(luò)中邊的總數(shù)，B_p和B_q分別表示邊p和q的介數(shù)，為所有邊的平均介數(shù)，G∈[0,1]，基尼系數(shù)G可以表示公交網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布不均衡程度，當(dāng)基尼系數(shù)大于等于預(yù)設(shè)閾值時(shí)表示公交網(wǎng)絡(luò)交通流集中在少量的邊，大多數(shù)邊流量較小，交通流空間分布不均衡；反之，基尼系數(shù)比較小時(shí)，網(wǎng)絡(luò)流量比較均勻地分布在每一條邊，交通流空間分布比較均衡。比如，當(dāng)基尼系數(shù)為1時(shí)，所有的流量都只從一條邊通過；當(dāng)基尼系數(shù)為0時(shí)，那么交通流量則被平均分配到網(wǎng)絡(luò)中的所有邊。

如上所述，本實(shí)施的具體實(shí)現(xiàn)步驟使本發(fā)明更加清晰。在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。