基于大数据优化的随约巴士

谢明辉 肖宇 余肖潇 孟祥达

摘要：由于干线公交和轨道交通覆盖率有限，我们提出基于互联网的随约巴士。该巴士是一种新型公共交通，可以解决公交覆盖不全问题以及与轨道和干线公交接驳换乘问题。随约巴士通过提前预约的方式灵活地设置线路，并将最优线路显示在手机端让乘客选择，同时采用线上线下付款方式供乘客自行付款。手机端提供二维码作为上车凭证，且在运营期间可根据反馈量开设新的线路。

关键词：大数据；随约巴士；公共交通；公交覆盖率；轨道接驳

由于线路覆盖不全，许多人在短距离出行时只能选择步行或使用私家车，而私家车的过度使用会造成道路堵塞、车辆乱停乱放以及对环境影响加剧等问题。如何避免这类问题的发生，就成为我们亟需解决的问题。[1]

1 基本思路

乘客使用手机端线上预约巴士，完成线上支付，也可使用线下的巴士智能预约机查找要经过的巴士并选择合适的线路完成线下支付。系统会根据预约信息智能生成线路，根据所设模型筛选出在线路范围之外的预约，同时对不在服务范围内的预约通过APP推送订单取消消息并全额退款。

2 路线规划的算法模型

（1）通过模拟一个范围内的乘客预约巴士的情况，再根据所设计的模型算法智能筛选出确认接的订单，筛选之后的所有订单即可生成一条距离终点站的最短路线。过程如下：

线上预约截止，系统服务端处理预约信息，根据GPS、GIS的定位在线上地图拟定出预约点手机客户端地理位置。

（2）用地理位置以及发车点给定距离赋权无向图，D=（V，E）。

a初始时令 S={V0}，T=VS={其余顶点}，T中顶点对应的距离值；

若存在，d（V0，Vi）为弧上的权值；

若不存在，d（V0，Vi）为∞。

b从T中选取一个与S中顶点有关联边且权值最小的顶点W，加入到S中。

c对其余T中顶点的距离值进行修改：若加进W作中间顶点，从V0到Vi的距离值缩短，则修改此距离值。

重复上述步骤（2）、（3），直到S中包含所有顶点，即W=Vi为止。

（3）根据Dijkstra算法得到一个基础最短路径L0，在基础路径上，从除起点外，依次舍去每个点（起点或终点），用2中的算法计算依次的到L1、L2、L3…Li。

（4）Li/Ln

（5）服务端根据留下来的预约点用最短路径规划拟定出一条路线作为最终的行车路线。

（6）路线生成上传并从巴士站场调度发车。

3 服务功能

从目前的实际情况来看，中国许多城市虽然每年都将大量资金注入到公交系统中，但是公交系统所提供的服务质量却不能让现有的私家车主满意，从而不能将这些车主从私家车使用中“挤压”出来。许多人说公交系统缺乏效率，不过大多数人说的这种效率是公交系统的便利性。比如小区、工作场所与公交站点或者轨道交通的距离过远。如果让中国的公交系统具有对于私家车的替代作用就必须让公交系统的服务进一步提升实现范围全面覆盖。

我们现在主流的交通出行方式只覆盖到大多数地方，很多小區域是现有的运输系统没有覆盖到的，对于这种情况随约巴士发挥了很大的功效。此巴士适用于乘客上车地点距离轨道交通和干线公交有一定距离且人们不想步行而选择乘坐的交通方式，这有利地解决了公交覆盖问题。当我们的整个系统与现有的公交系统结合很好时就能有效减少私家车的出行。具体服务端功能和用户端操作流程分别如图1、图2所示：

4 创新特色

（1）与互联网相结合，通过乘客线上发出预约信息，再由计算机智能处理通过算法自动生成线路，线下预约的乘客也能根据线下机器实时看到经过此地的巴士及其线路；

（2）线上线下预约，适用于所有阶段的乘客，对乘客是否使用手机不作任何要求，线上线下支付也让乘客付款方式自由；

（3）利用算法排除订单，保证线路最优、不走偏路、乘客心理舒适等。

5 结语

互联网+随约巴士适用于干线公交以及轨道交通均未涉及到的地点的人们的出行，解决了公交覆盖不全问题。若该系统能广泛运用到各个城市，之后人们的主要出行方式会转变为乘坐公交巴士和轨道交通，这样就能缓解城市道路交通压力，一定程度上也能改善我们的环境。

参考文献：

[1]许旺土，何世伟，宋瑞，等.基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型[J].北京交通大学学报，2009，33（3）：4044.