多模式交通超网络及对应路径生成方法、装置及存储介质

本发明涉及交通建模与仿真应用领域，尤其是涉及一种多模式交通超网络及对应路径生成方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、近年来，我国的许多城市都已形成了道路网、公交网、轨道网等一系列交通网络。同时，因为多种交通网络的建成，人们的出行选择也更加多样，跨方式、跨网络的出行比例逐渐提高。然而，目前对于不同的交通网络，其在规划、设计、建设以及管理阶段都是分网络进行的。为了做好对人出行的服务，需要针对全部的交通网络实施联合优化调控，这也要求建立的交通网络模型必须能够支持多方式组合出行。

2、受益于超网络理论的形成与推广应用，超网络已经成为了目前多模式交通路网构建的最好选择。超网络的最大特征是网络中的边(称为超边)定义不同——常规意义上的边由一个首节点和一个尾节点构成，而超边可由超过一个的首节点和超过一个的尾节点构成。由于超边定义的天然特性，可以将不同设施网络之间的节点关联起来。不过，在使用超网络构建复合交通网络时，仍然存在以下难点：(1)难以简便快速地构造超边；(2)难以判断某一种出行方案在该超网络中是否可行，即是否存在有效路径；(3)难以在多网络之间运用路径搜索算法。由此可见，如何进一步提高超网络生成出行路径的效率和准确性，成为本领域需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的难以简便快速地构造超边、难以判断是否存在有效路径以及难以在多网络之间运用路径搜索算法，导致超网络生成出行路径的效率和准确性较低的缺陷而提供一种多模式交通超网络及对应路径生成方法、装置及存储介质。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供一种多模式交通超网络及对应路径生成方法，包括以下步骤：

4、s1，获取多个单模式出行网络、出行起点、出行终点和预设的出行方案；

5、s2，基于所述预设的出行方案，获取各个单模式出行网络之间的自适应虚拟连接，构建多模式交通超网络；

6、s3，基于所述出行起点、所述出行终点、所述自适应虚拟连接和所述多模式交通超网络，利用超网络路径生成器生成最优路径。

7、作为优选的技术方案，所述自适应虚拟连接的获取过程包括：

8、获取交通场景，所述交通场景包括转换前单模式出行网络和转换后单模式出行网络；

9、基于所述交通场景，确定搜索半径，并基于所述出行起点和所述搜索半径，绘制缓冲区；

10、激活所述缓冲区内的节点，将所述转换前单模式出行网络和所述转换后单模式出行网络中被激活的节点两两连接，获取多个虚拟连接；

11、基于预设的筛选条件，获取单个的所述虚拟连接。

12、作为优选的技术方案，所述利用超网络路径生成器生成最优路径的过程包括：

13、初始化全出行路径；

14、基于所述出行起点、所述出行终点和方式链，利用所述虚拟连接将所述出行起点与所述出行终点接入所述多模式交通超网络，得到出行链，所述方式链根据所述预设的出行方案获取，包括全出行过程的所有出行方式，每种所述出行方式存在相对应的单模式出行网络；

15、判断所述出行链是否涉及跨模式组合出行：

16、若为否，则利用路径查询算法，生成第一出行路径，并将所述第一出行路径和当前的虚拟连接加入所述全出行路径，

17、若为是，则选取当前起点在当前单模式出行网络中预计到达的所有节点，并判断各节点与相邻的单模式出行网络是否存在虚拟连接，若不存在，则输出当前的出行路径不可行，反之则通过预设的优化目标，筛选最优虚拟连接，并利用路径查询算法，生成第二出行路径，将所述第二出行路径加入所述全出行路径。

18、作为优选的技术方案，所述路径查询算法包括dijkstra算法。

19、作为优选的技术方案，所述路径查询算法包括a*算法。

20、作为优选的技术方案，每个所述单模式出行网络包括节点和边，所述单模式出行网络的构建过程包括为节点赋值状态属性和为边赋值成本属性。

21、作为优选的技术方案，所述虚拟连接具有成本属性。

22、作为优选的技术方案，所述单模式出行网络包括地面道路网、常规交通网、轨道交通网和共享交通网。

23、根据本发明的第二方面，提供一种多模式交通超网络及对应路径生成装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

24、根据本发明的第三方面，提供一种存储介质，其上存储有程序，所述程序被执行时实现所述的方法。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、1、本发明通过自适应虚拟连接，将多个单模式出行网络，即多个单一方式自网络连接，得到多模式交通超网络即多方式复合超网络或多方式交通路网，该多模式交通超网络能够表示个体出行的所有单一方式及组合方式，借助分层有序的网关节点搜索，能够在搜索过程中对相应方案建立虚拟连接，若连接能够成功建立，则可判断该出行方案可行，从而在节约路网预处理时间的同时，提高超网络生成出行路径的准确性；

27、2、本发明借助超网络路径生成器，路径查询算法可以从超网络中分解到单一方式路网中使用，因此无论是单一方式还是组合方式，都便于给出可能的路径，路径搜索算法能够在该多模式交通超网络中得到高效应用，从而提高超网络生成出行路径的效率；

28、3、本发明采用自适应的虚拟连接，能够随时改变不同方式子网络节点的激活状态，因此不需要花费大量时间在不同方式网络之间连接的定义上，如果想建立大型城市的多方式交通路网，无需事先定义其与道路网、轨道交通网的连接，显著见笑了计算机的存储压力；

29、4、本发明的超网络路径生成器的计算步骤，通过半径搜索的方式建立连接，其中连接的数量、属性(尤其是成本属性)能相对应地动态修改，能够有效避免超网络中各个子网络之间切换导致的仿真精度下降问题，提高多模式交通超网络及对应路径生成的准确性，进一步保证了交通仿真的可靠性。

技术特征：

1.一种多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，所述自适应虚拟连接的获取过程包括：

3.根据权利要求1所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，所述利用超网络路径生成器生成最优路径的过程包括：

4.根据权利要求3所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，所述路径查询算法包括dijkstra算法。

5.根据权利要求4所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，所述路径查询算法包括a*算法。

6.根据权利要求1所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，每个所述单模式出行网络包括节点和边，所述单模式出行网络的构建过程包括为节点赋值状态属性和为边赋值成本属性。

7.根据权利要求1所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，所述虚拟连接具有成本属性。

8.根据权利要求1所述的多模式交通超网络及对应路径生成方法，其特征在于，所述单模式出行网络包括地面道路网、常规交通网、轨道交通网和共享交通网。

9.一种多模式交通超网络及对应路径生成装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

技术总结本发明涉及交通建模与仿真应用领域，尤其是涉及一种多模式交通超网络及对应路径生成方法、装置及存储介质。该方法首先获取多个单模式出行网络、出行起点、出行终点和预设的出行方案；其次，基于预设的出行方案，获取各个单模式出行网络之间的自适应虚拟连接，构建多模式交通超网络；最后，基于出行起点、出行终点、自适应虚拟连接和多模式交通超网络，利用超网络路径生成器生成最优路径。与现有技术相比，本发明具有节约路网预处理时间、路由算法适配性强等优点。技术研发人员：叶建红,胡逸凡,高磊,喻斌受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/5/8