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基于GIS的公交模型数据库构建和维护研究
2014-10-11 18:35:01   来源:tranbbs.com      作者:张天然    评论:0 点击:

4.2工作原理和算法流程

    移植工具的工作原理和创建公交模型数据工具大体相同,但包含了更为详细的参数设置:   

    1)线路最短路径缓冲带宽度(m):新路网的路段完全包含在线路缓冲区时,才作为路径选择的对象。移植的公交线路在新的路网中优先在线路缓冲区内的子网中查找路径。

2)锚固点缓冲带宽度(m):锚固点是指在新、老路网公交线路走过的节点;“锚固点缓冲带宽度”区域内的新路网节点作为新公交线路的锚固点。

3)邻近点缓冲带宽度(m):其一般大于“锚固点缓冲带宽度”,是指旧路网中公交线路通过的点无法找到锚固点时,用邻近的节点代替。具体查找方法是在旧路网锚固点缓冲区域内所查找到的路段(去除“排除集路段”,路段并非完全包含在缓冲区内,接触到的都算)所连节点的最近节点,并且和旧路网中的锚固点的距离小于邻近点缓冲区距离(即邻近点缓冲带宽度)。

4)绕行路段缓冲带宽度(m):其一般大于“线路最短路径缓冲带宽度”,在线路缓冲带内找不到路径时,才到更大的缓冲区间查找路径(仅为局部锚固点对间的绕行查找,并非整条线路扩大缓冲区域)。如果还是找不到路径,就放弃移植该线路。

5)局部段落最大距离差 (m):是指新路网中锚固点或邻近节点对之间的距离和旧公交线路对应点之间的长度差的绝对值。如果存在某个段落大于这个值,就放弃移植该线路。

6)局部段落长度最大比值:是指新路网中锚固点或邻近节点对之间的距离和旧公交线路对应点之间的长度相对比值。如果存在某个段落大于这个值,就放弃移植该线路。

7)新旧线路总长最小比值。如果新的线路比旧的线路短很多,则放弃移植该线路。

公交模型数据在不同路网上移植的工具用户界面见图6。

图6 公交模型数据在不同路网上移植的工具用户界面

Fig.6 User interface of transit modeling database convert between different road network

    上述参数设置后进行第一次移植,如有失败的线路(一般只在路网改动很大的情况出现),可以加载新旧两个公交系统,并逐步将参数设置宽松一些,重新对失败的线路进行移植。

    移植工具的计算主流程如下:

Step0 初始化

    Step0.1 确定新路网路径查找的子网集合

    Step0.2 线路的字段处理,对比字段并添加RouteSystem的额外字段

    Step0.3 确定创建网络的成本字段(全局字段及分线路字段)

Step1 主循环(针对每条线路)

    Step1.1 判断线路是否转换、是否需要更新

    Step1.2 获取线路的最短路径变量(若根据线路指定的字段计算最短路径)

    Step1.3 旧路网的线路信息获取

            Step1.3.1 车站信息获取并按照里程表排序

           Step1.3.2 线路经过的路段序列获取

    Step1.4 在新路网的子网中寻找线路路径(按ThruNodes节点序列依次查找)

              Step1.4.1 线路的路径查找,包括绕行路径查找

              Step1.4.2 将路径的路段处理为公交线路所需的格式

       Step1.5 添加线路

       Step1.6 添加站点

Step1.6.1 添加线路的路段B-node里程、线路的Pass_Count、新旧网络的锚固点里程和锚固点间新旧线路的长度比例

              Step1.6.2 建立站点序列

              Step1.6.3 添加站点

Step2 站点属性数据通过并联表更新

    上述步骤所创建的数据库的维护关键技术如下:

1)通过缓冲区的创建,进行线路走向约束,提高公交线铺画。

2)采用线路绕行技术,提高线路对不同路网的适应度。线路优先在缓冲区内查找路径,查找失败后则可以在绕行范围内查找,甚至在全网查找。

3)针对线路重复迂回的经过某些路段,建立了Pass_Count字段,从而清晰地描述了线路走向及经过路段的计数。

4)采取分段缓冲区的办法,对公交线路走过的路段类型进行匹配,解决了二维空间的重叠问题,提高公交线路在地面道路和高架、地下等重叠道路走行路径的识别率。

5)灵活地应用了选择结合和参数设置,可以提高工具的使用灵活度和使用效率。

4.3 公交模型数据库维护的高级功能

    1)根据不同线路类型的最短路径字段设置。指线路查找路径的成本字段,全局一般选择为长度,也可以为其他字段或分线路指定字段(原公交系统中建立一个成本字段,则对应查找新路网中的相应字段名作为成本查找最短路径),例如轨道交通和地面道路的运行线路可以分开设置。

2)线路经过的路段类型对应。主要针对平面坐标上重叠的路段处理,例如高架道路和地面道路、地下道路等。有些公交线路既走地面又走高架,不能通过前面排除集合来区分重叠区域的路段。这种情况可在新旧路网中各设置一个路段类型字段,程序将原公交线路按照经过的道路类型分段绘制缓冲区,每个路段在新路网中查找相应的匹配类型。同时用户需要设置匹配缓冲带,缓冲带内的路段考虑其类型并优先查找路径,缓冲带外的路段将不考虑类型。

3)有时候部分线路移植效果不理想,可根据需要选择更新已经移植成功的线路。

公交模型数据在不同路网上移植的高级功能开发界面见图7。

责任编辑:millay

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[专栏文章:4 篇]人物简介
    张天然,博士、高级工程师,毕业于同济大学交通运输规划与管理专业。现任上海市城市规划设计研究院交通模型室副主任。主要研究方向为交通政策和交通模型,交通地理信息等。主持研发上海市交通规划模型,规划信息系统。主持或参与了上海、宁波、深圳等地的交通大调查和数据综合校核工作,上海市轨道交通网络规划等专项规划上海,芜湖、淮安、惠州等地的综合交通规划等多项工作。主持中国铁路改革研究,负责国家863项目城市综合交通规划和政策评价通用软件开发的模型和算法研究。