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蘇州市最優公交線路選擇模型及其系統設計
摘要：對蘇州市城市道路交通和市民出行選擇問題的分析，通過對Dijkstra最短路徑算法的改進，根據公眾的不同的出行需求，建立蘇州市最優公交線路選擇模型。進一步，以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數據來源，開發服務于國際教育園師生的最優公交線路查詢系統。
關鍵詞：公交;最優路徑;Dijkstra算法
一、引言
隨著國家經濟的迅速發展，城市的規模不斷擴大，交通擁堵問題日趨嚴重，影響了市民的生活質量和居住環境。地處經濟發達地區的旅游城市蘇州，鑒于歷史名城的保護，城市公共交通以“公交優先”為戰略，經過多年的建設取得了長足發展， 但還面臨著諸如公交網絡重復度高、公交線路過長、換乘不便等問題。本文立足于蘇州市城市道路的現狀，通過對Dijkstra最短路徑算法的改進，根據市民的不同的出行需求，建立蘇州市最優公交線路選擇模型。進一步，以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數據來源，開發服務于國際教育園師生的最優公交線路查詢系統。
二、最優公交線路選擇模型
我們將公交站點看作網絡上的頂點，相鄰站點間的路段看作邊，考慮蘇州市城市道路的現狀，對Dijkstra 算法計算最短路徑時每個公交站點都可以轉車進行修正，即市民出行轉車不超過2次。算法如下：
第1步，所有公交站點記為V={1，2，…，n}，起點到任一站點i的最短路徑距離為L[i]=Min[D[i，1]]，在V-S中搜尋使L[t]最小的站點t，直至V-S為空。若L[i]>L[t]+D[i，t]，則Y[i]=t，L[i]=L[t]+D[i，t]。
第2步，求過起點或其周邊的路線s(i)，(i=1，2，…，m)，過終點或其周邊的路線t(j)，(j=1，2，…，n)。若s(i)=t(j)，則有直達路線;若路線s(i)上的站點E(i，x)，(x=1，2，…，p)=路線t(j)上的站點F(j，y)，(y=1，2，…，q)，則有換乘一次路線;若E(i，x)的路線r(z)，(z=1，2，…，k)上的站點G(z，r)，(r=1，2，…，h)=路線t(j)上的站點F(j，y)，(y=1，2，…，q)，則有換乘兩次路線。
第2步， 若沒有，表明換乘兩次不可行，結束搜尋。
市民的出行會綜合考慮距離、時間、費用等因素來選擇滿意度最大的公交線路。為此，市民可根據各自的需求來確定各因素的權重，將各條公交線路對應的直達距離矩陣、直達時間矩陣、直達費用矩陣標準化處理后加權平均，得到綜合滿意度矩陣，利用修正的Dijkstra算法建立最優公交線路選擇模型。
三、最優公交線路選擇模型系統設計
在最優公交線路選擇模型的基礎上，以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數據來源，對最優公交線路選擇系統用程序化的軟件系統來實現，系統采用在C/S模式下的三層體系結構，應用了當前最流行的Eclispe開發環境，后臺采用了以目前最穩定的SQL Server2008數據庫為開發平臺。查詢系統的流程設計：錄入蘇州市國際教育園周邊公交線路信息，包括每條線路的線路名稱及經過的所有站點;利用算法算出最符合用戶需求的公交線路，在所輸入的條件沒有直達車的情況下，系統會自動給予轉乘方案;直觀、簡單、快捷的輸出每條滿足條件的信息。
根據整個系統平臺的功能劃分，設計上面按照兩個主要模塊來設計的：
(1)模塊一，錄入系統模塊：由公交站點管理與公交線路管理兩部分組成，實現數據的錄入、修改、刪除功能(圖1)。
(2)模塊二，查詢系統模塊：可實現按起點-中轉站-終點查詢查詢和按線路查詢兩種查詢方式(圖2)。
四、結語
本文對蘇州市城市道路交通和市民出行選擇問題的進行分析，通過對Dijkstra最短路徑算法的改進，根據公眾的不同的出行需求，確定距離、時間、費用等因素的權重，建立市民滿意度最大的公交線路選擇模型。進一步，以蘇州市國際教育園周邊公交線路為數據來源，開發服務于國際教育園師生的最優公交線路查詢系統，驗證了模型和算法，說明了模型和算法的合理性和實用性。
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