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大中城市公交线路查询的数据结构及其算法的实现
王世祥;饶维亚
【期刊名称】《计算机系统应用》
【年(卷),期】2007(000)009
【摘要】给出了公交线路查询的数据结构.可以进行N次换乘的线路查询.利用动态SQL查询技术,在数据库SQLServer中,给出了一个优化实现的公交线路查询的实例,并求出了整个线路网络的换乘次数上确界.
【总页数】5页(P63-67)
【作者】王世祥;饶维亚
【作者单位】长春大学,理学院,吉林长春,130022;长春大学,理学院,吉林长
春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.公交线路管理系统查询算法设计 [J], 黄全舟
2.公交线路查询系统算法设计与实现 [J], 陈文磊;肖俊超;董勐
3.基于换乘次数最少的公交线路查询算法 [J], 谢润;何昌莲;张森
4.公交线路查询算法 [J], 王海帅;冀振燕;王森
5.公交线路查询算法的设计与实现 [J], 周潜;欧宜贵
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公交线路查询引言公交线路查询是现代城市中常见的公共交通服务功能。
通过公交线路查询，人们可以获取到所需公交线路的具体信息，如线路规划、站点信息、票价、运营时间等，从而更加方便地规划自己的出行行程。
本文将介绍公交线路查询的基本原理和常见实现方式，并从用户角度出发，探讨如何更好地利用公交线路查询服务。
公交线路查询原理公交线路查询的实现原理主要基于以下几个要素：1.线路数据采集：公交线路的数据需要提前采集和整理，并存储在数据库中。
这些数据包括线路的起点和终点、中途的站点、站点之间的距离和时间等信息。
2.用户输入：用户通过公交线路查询平台输入出发地和目的地信息。
3.算法处理：查询平台使用算法处理用户输入信息并在线路数据中进行匹配，以确定最佳的公交线路。
4.结果返回：查询平台将查询结果返回给用户，通常包括推荐的公交线路、所需乘坐的公交车次、乘车站点、票价、运营时间等信息。
公交线路查询的实现方式公交线路查询可以通过多种方式实现，主要有以下几种常见的方式：1.网页应用：用户通过公交线路查询网站，输入出发地和目的地信息，网站通过查询数据库返回结果给用户。
2.手机应用：用户使用公交线路查询手机应用，输入出发地和目的地信息，应用通过查询服务器返回结果给用户。
3.智能语音助手：用户通过智能语音助手（如小度、Siri等）提出公交线路查询请求，语音助手通过网络连接查询服务器获取结果并回答用户。
4.电子屏幕：在公交车站等公共场所，可以设置电子屏幕提供公交线路查询服务，用户可以直接在屏幕上输入起终点信息获取查询结果。
如何更好地利用公交线路查询服务对于用户来说，更好地利用公交线路查询服务可以带来许多便利。
以下几点建议可以帮助用户更好地利用公交线路查询服务：1.多渠道查询：尝试使用不同的公交线路查询方式，如网页查询、手机应用、语音助手等，以获取更全面的公交线路信息。
2.实时更新：注意查询结果的实时性，公交线路可能受到交通管制、天气等影响，及时更新查询结果可以更准确地规划行程。
针对公交的最优路径算法
公交最优路径规划通常是指根据乘客出发点和目的地，规划最佳的乘车路线，主要考虑的因素有节点开放时间，节点之间的距离，以及車輛性能等。
首先，根据出发点和目的地来计算最优路线，首先搜索与出发点最近的公交路线，然后计算该路线的路径，接下来搜索目的地最近的公交路线，并计算该路线的路径。
最后，依据路线和路径，从出发点到目的地来规划最佳路线，搜索出最佳路线到达目的地的所有可能性，并可以对不同情况采取不同的策略，例如旅行距离最短、最短行车时间等，来采取最佳的乘车路线。
此外，公交最优路径规划还要考虑乘客的需求，节点开放时间也要考虑，节点之间的距离也要考虑，这都会给行驶时间和穿梭地点带来变化，因此,乘客可以选择合适的行驶路线或者乘车时间，从而获得最优路径。
最后，公交最优路线规划同时还与当地公交站点及线路相关，搜索距离用户最近的公交站点，然后获取各站点信息，计算它们之间的最优路径，以及如何去最近站点来实现最终目的地。
当然，节点时间也会影响使用公交路线，因此，乘客要根据实时的节点信息及站点开放的时间段来确定最佳的出行路线。
综上所述，公交最优路径规划是基于乘客出发点和目的地，根据路线图和实时节点信息，为乘客提供最优路线的一种规划方法。
此外，乘客可以根据自身情况，灵活选择乘车路线来实现不同的目标，可以帮助乘客减少最小化旅行时间，从而可以更高效地利用有限的时间与资源。
最佳公交线路的实时查询模型及算法摘要本文针对查询者的不同需求，为公交查询系统提供了最佳线路查询的模型与算法。
查询者的需求从换乘次数少、时间少和费用少三方面进行考虑。
故查询算法从换乘次数（从实际出发，换乘不超过两次）入手：对直通的任意两站点，可设计出较简单的最佳直通线路查询算法（直通算法）。
故对需要查询的两站点，算法先由线路、站点的原始数据判断此两站点是否直通，若是，便可通过直通算法进行查询。
不论是否存在直通线路，算法都考虑对换乘的情形进行查询。
考虑到城市公交系统中的站点基数较大，可行的换乘方案数也将较大，故查询算法根据所有可行的一、二换乘点必与起、止站点直通的原则，对可能成为给定两站点的换乘点的站点进行了筛选，得到相关站点集，较大的缩小了查询的范围。
得到相关站点集后，建立了反映站点集中任意两站点直通关系的连通矩阵，并通过矩阵乘法，较快地得出了所有可行的一次、二次换乘点。
考虑到所有可行的换乘点可能较多，特别是二次换乘的情形，故查询算法采用分支定界法以较高效率对最佳方案进行了最后的筛选。
在考虑地铁的公交系统时，本文从实际出发，对模型进行了一定的修改。
同时，本文考虑了引入站点之间的步行时间的情况，提出了线路选择的模型。
由于筛选算法、矩阵乘法和分支定界法的高效性，整个查询算法具有很高的效率，并能在换乘次数不超过两次的条件下，求得全局最优解，得出满足查询者不同需求的所有最佳方案。
并且，从系统设计的角度出发，整个系统需要预存的数据量很小，系统的实用性很强。
对给定的六对站点，采用本算法进行查询，在1.7GHZ的CPU环境下，平均运行时间为：1.27秒，最长运行时间为7.43秒，验证了算法的实时性。
同时，对每一对站点，得到了满足不同查询需求的所有最佳线路方案，验证了模型与算法的精确性。
关键词：最佳线路、实时、筛选算法、分支定界一、问题重述第29届奥运会将于今年8月在北京举行，届时有大量观众到现场观看比赛，其中大部分人将乘坐公共交通工具（包括公汽、地铁等）出行。
公交调度问题是一种优化问题，旨在合理安排公交车辆的发车时间、路线和停靠站点，以提高运输效率、降低成本。
以下是公交调度问题常用的一些算法：1. 遗传算法（Genetic Algorithms）:•遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法。
通过使用交叉、变异等操作，可以生成一组可能的调度方案，并通过适应度函数评估其性能。
优点是可以全局搜索，但可能需要较长的计算时间。
2. 离散事件模拟（Discrete Event Simulation）:•使用离散事件模拟来模拟公交系统的运行。
这种方法考虑车辆之间的相互影响，通过模拟车辆在路网上的运动和停留来评估调度方案的性能。
3. 贪婪算法（Greedy Algorithms）:•贪婪算法通常用于在每个决策点上做出局部最优的选择。
在公交调度中，可以从某个车站开始，根据某些准则（如最短路径、最早到达时间等）逐步选择下一个站点，构建调度方案。
4. 粒子群算法（Particle Swarm Optimization, PSO）:•PSO 模拟鸟群或粒子在搜索空间中的移动，通过合作和信息共享来寻找最优解。
在公交调度中，每个粒子代表一个可能的调度方案，通过更新粒子的位置来搜索更好的解决方案。
5. 模拟退火算法（Simulated Annealing）:•模拟退火算法通过模拟金属冶炼时的冷却过程来进行优化。
在公交调度中，可以使用模拟退火来随机选择解决方案，并以一定的概率接受比当前解更差的解，以避免陷入局部最优解。
6. 混合整数规划（Mixed-Integer Programming, MIP）:•使用整数规划方法来解决公交调度问题。
这种方法将问题建模为数学规划问题，通过求解整数规划问题得到最优解。
选择算法通常取决于具体问题的性质和规模。
大规模、复杂的公交调度问题可能需要采用启发式算法，而小规模问题可能可以使用精确解法。
公交车的定位方式以及预测公交到站的数学模型公交车定位方式：
1. 全球定位系统（GPS）：通过卫星定位系统获取公交车的地理位置信息，可以实时
监控公交车的行驶路线和位置。
2. 无线电频率定位：利用无线电信号传输和接收的时间差来确定公交车的位置，包
括基站定位和信号强度定位。
3. 手机信号定位：通过手机信号塔接收用户手机信号，并推断出公交车所在位置。
4. 光电定位：利用光电传感器感知公交车行驶过程中的光线变化，来确定车辆位
置。
预测公交到站的数学模型：
1. 基于历史数据的统计模型：根据过去一段时间内公交车到站的历史数据，进行统
计分析和建模，预测公交车到站的时间。
2. 基于时间序列模型：利用公交车到站的时间序列数据，比如ARIMA（自回归和滑动平均整合移动平均模型）模型，来预测未来公交车到站的时间。
3. 基于机器学习的模型：利用机器学习算法，比如回归模型、随机森林或神经网络，通过训练模型来预测公交车到站的时间。
4. 基于交通流量的模型：结合交通流量数据，分析公交车在不同时间段的行驶速度
和交通拥堵，从而预测公交车到站的时间。
5. 基于实时数据的模型：结合实时公交车位置和实时交通流量数据，利用数据挖掘
和实时算法，预测公交车到站的时间。
这些数学模型可以根据具体的应用场景和数据情况进行调整和改进，以提高预测公交
车到站时间的准确性和可靠性。
