一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法及系统，包括：在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图；为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重；基于YEN算法计算线网图中任意两车站间的k条最短路径；根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果。把换乘站拆分为上行车站和下行车站，解决了地铁系统的路径算法在地铁应用场景下特有的动态权重问题，从而将地铁的线网图构建成YEN算法所需要的非负权边的有向无环图数据结构。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法及系统
本专利技术属于轨道交通
，尤其涉及一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法及系统。
技术介绍
地铁清分系统是城市轨道交通自动售检票系统(AutomaticFareCollectionSystem，AFC)中的重要组成部分，因为无法明确知道乘客的具体乘车线路，所以需要计算出任意两个车站之间最短的k条路径，通常需要通过地铁清分系统中的清分规则，根据路径的客流、距离等因素将地铁运营收益分配给各个运营商。传统的路径计算方法采用递归计算的方式，遍历线网图中任意两个车站之间所有可能的路径，再为路径中的各个路段加入权重影响因子之后筛选出时间权重最短的前k条路径。由于构建地铁换乘路段时的特殊性，对于属于同一个物理位置的换乘车站之间的换乘路段，不同的换乘方向所确定的换乘路段的物理距离时可能是不同的，导致换乘路段对应的权重会随着换乘方向的改变而发生变化，例如A2为A线的换乘站，B2为B线的换乘站，同样的A2与B2之间的路段，从A2到B2的物理距离与从B2到A2的物理距离可能不同，进而导致权重影响因子发生变化，即换乘路段的权重是动态的。而现有的路径计算方法中每一步都计算出固定的权值以判断当前路径是否为最短路径，忽略了换成路段为动态权重的情况，导致地铁清分系统的精确度不高，无法满足日常清分要求。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术提出了一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，包括：在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图；为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重；基于YEN算法计算线网图任意两车站间的k条最短路径；根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果。可选的，所述在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图，包括：根据换乘方向分别将每个换乘站拆分成一个上行换乘站和一个下行换乘站；将与换乘站相邻的车站分别与上行换乘站、下行换乘站构成单向连接，与其他非换乘站的连接关系共同构成拓扑关系；将包括拆分后的换乘站在内的所有车站作为线网图的节点，根据拓扑关系构成节点之间的有向线段。可选的，所述为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重，包括：获取每两个车站之间线段的权重影响因子，所述权重影响因子包括路段距离、拥挤程度、车站服务态度以及换乘等待时间；根据预设权重对权重影响因子进行加权计算，得到路段时间权重。可选的，所述根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果，包括：针对每条最短路径获取组成最短路径的各个路段的路段时间权重，将路段时间权重相加，得到每条最短路径的路径权重；计算每条最短路径的路径权重在k条最短路径的路径总权重中的占比，得到每条最短路径的选择概率；获取组成最短路径的各个路段对应的预设路段收益，将预设路段收益与路段所在的最短路径对应的选择概率乘积作为收益清分结果。本专利技术还基于同样的思路提出了一种基于最短路径算法的地铁收益清分系统，包括：线网图单元：用于在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图；赋权单元：用于为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重；寻路单元：用于基于YEN算法计算线网图任意两车站间的k条最短路径；清分单元：用于根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果。可选的，所述线网图单元具体用于：根据换乘方向分别将每个换乘站拆分成一个上行换乘站和一个下行换乘站；将与换乘站相邻的车站分别与上行换乘站、下行换乘站构成单向连接，与其他非换乘站的连接关系共同构成拓扑关系；将包括拆分后的换乘站在内的所有车站作为线网图的节点，根据拓扑关系构成节点之间的有向线段。可选的，所述赋权单元具体用于：获取每两个车站之间线段的权重影响因子，所述权重影响因子包括路段距离、拥挤程度、车站服务态度以及换乘等待时间；根据预设权重对权重影响因子进行加权计算，得到路段时间权重。可选的，所述清分单元具体用于：针对每条最短路径获取组成最短路径的各个路段的路段时间权重，将路段时间权重相加，得到每条最短路径的路径权重；计算每条最短路径的路径权重在k条最短路径的路径总权重中的占比，得到每条最短路径的选择概率；获取组成最短路径的各个路段对应的预设路段收益，将预设路段收益与路段所在的最短路径对应的选择概率乘积作为收益清分结果。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术通过把换乘站拆分为上行车站和下行车站，解决了地铁系统的路径算法在地铁系统应用场景下特有的动态权重问题，从而可以将地铁的线网图构建成YEN算法所需要的非负权边的有向无环图数据结构。除此之外，通过YEN算法计算k条最短路径替换原有的全路径遍历计算，能够解决算法时间复杂度过高，大规模线网下算力无法满足的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提出的一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法的流程示意图；图2为传统清分方法使用的地铁线网示意图；图3为换乘站拆分前的换乘路段线网示意图；图4为换乘站拆分后的换乘路段线网示意图；图5为本专利技术提出的一种基于最短路径算法的地铁收益清分系统的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的结构作进一步地描述。实施例一如图1所示，本实施例提出了一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，包括：S1：在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图；S2：为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重；S3：基于YEN算法计算线网图中任意两车站间的k条最短路径；S4：根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果。本专利技术通过上述步骤，用YEN算法计算k条最短路径替换原有的全路径遍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，其特征在于，所述地铁收益清分方法包括：/n在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图；/n为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重；/n基于YEN算法计算线网图中任意两车站间的k条最短路径；/n根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，其特征在于，所述地铁收益清分方法包括：
在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图；
为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重；
基于YEN算法计算线网图中任意两车站间的k条最短路径；
根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，其特征在于，所述在地铁系统的车站中确定换乘站，根据上下行关系拆分换乘站，根据包括拆分后的换乘站在内的所有车站之间的拓扑关系构建线网图，包括：
根据换乘方向分别将每个换乘站拆分成一个上行换乘站和一个下行换乘站；
将与换乘站相邻的车站分别与上行换乘站、下行换乘站构成单向连接，与其他非换乘站的连接关系共同构成拓扑关系；
将包括拆分后的换乘站在内的所有车站作为线网图的节点，根据拓扑关系构成节点之间的有向线段。


3.根据权利要求1所述的一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，其特征在于，所述为线网图中相互连接的两个车站之间的路段生成路段时间权重，包括：
获取每两个车站之间线段的权重影响因子，所述权重影响因子包括路段距离、拥挤程度、车站服务态度以及换乘等待时间；
根据预设权重对权重影响因子进行加权计算，得到路段时间权重。


4.根据权利要求1所述的一种基于最短路径算法的地铁收益清分方法，其特征在于，所述根据组成k条最短路径的路段对应的路段时间权重，计算k条最短路径的选择概率，基于选择概率和预设路段收益计算k条最短路径上各个路段的收益清分结果，包括：
针对每条最短路径获取组成最短路径的各个路段的路段时间权重，将路段时间权重相加，得到每条最短路径的路径权重；
计算每条最短路径的路径权重在k条最短路径的路径总权重中的占比，得到每条最短路径的选择概率；
获取组成最短路径的...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晖，蒋坚迪，彭冬鸣，徐哲民，吕春娟，许锡伟，黄孙，陆杰钢，姚依克，关涛，陈徐松，苏含贵，林琼，谢波，姜富强，徐志君，何蕾，陈锦鲂，林锋，
申请(专利权)人：浙江浙大网新众合轨道交通工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33