本发明属于智能交通信息技术应用领域，具体涉及一种公交线路网络的优化方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术：
1、公交骨干线网是指连接城市主要功能组团，服务主要客流走廊的公交线路，骨干线网形成了城市公交网络的骨架，服务了满足城市正常运行的主要客流，一个完善的骨干线网对于降低居民出行成本、提高城市运行水平起到积极的作用；因此，骨干线网的品质和效率决定了城市运行的品质与效率。
2、目前，针对公交线路资源配置存在不平衡、不充分、出行需求时空不均衡等问题，现有的公交系统评价研究多为评价内容、评价方法的研究，多数聚焦在公交线路服务质量、乘客满意度评价上，单独对公交骨架网络提取并对骨架网络的网络结构及运行情况评价方面的研究较少，基于此，则无法依据城市骨干线网来进行公交网络的优化，从而无法为城市公交提供合理的改进方案，因此，如何提供一种能够基于城市骨干线网来进行公交线路网络的优化方法，以便实现公交运行线路的合理改进，已成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种公交线路网络的优化方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术无法依据城市骨干线网来进行公交网络优化，从而无法为城市公交提供合理的改进方案的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，提供了一种公交线路网络的优化方法，包括：
4、获取目标城市的公交线路网络，并对所述公交线路网络进行节点分析处理，得到所述公交线路网络中的关键节点集合，其中，所述公交线路网络中的任一节点为公交站点；
5、基于所述关键节点集合，并以交通网络效率为目标函数，以及以客运运输要求为约束条件来构建出骨干线网识别模型；
6、利用所述骨干线网识别模型，从所述公交线路网络中识别出若干骨干公交线路，以便利用若干骨干公交线路组成骨干线网，其中，任一骨干公交线路中包含有预设数量的关键节点；
7、获取公交线路评价指标集以及标定评价矩阵，其中，所述公交线路评价指标集包含有若干线路评价指标，所述标定评价矩阵中包含有每个线路评价指标的最优值，且若干线路评价指标包括基础设施评价指标、换乘因素评价指标和客流及运营状况评价指标；
8、基于所述公交线路评价指标集，构建出所述骨干线网的线路评价矩阵，并基于所述标定评价矩阵和所述线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路相对于所述标定评价矩阵的关联度；
9、依据各骨干公交线路相对于标定评价矩阵的关联度，生成目标城市的公交线路改进方案。
10、基于上述公开的内容，本发明先对目标城市的公交线路网络进行关键节点分析，从而从公交线路网络中提取出关键站点；而后，本发明基于提取出的关键站点，并以交通网络效率为目标，以及以客运运输要求为约束条件来构建出了骨干线网识别模型；如此，即可基于该骨干线网识别模型，来从公交线路网络中识别出目标城市的骨干公交线路，从而利用识别出的骨干公交线路来组成骨干线网；接着，本发明从基础设施、换乘因素和客流及运营状况三方面来构建出了公交线路评价指标集，并基于此来对骨干线网中的各条骨干公交线路进行线路评价，以便得出每条骨干公交线路相对于标定评价矩阵的关联度；最后，即可依据计算出的关联度，来生成目标城市的公交线路改进方案。
11、通过上述设计，本发明基于公交骨架网络设计思想和复杂网络理论，提取出公交网络中的关键换乘节点，并以网络关键节点为骨架网络控制点构建骨干线网识别模型，以基于此来识别出公交骨干线网；如此，提升了公交网络分析的精度；而后，通过引入更能反映公交骨干网络在网络拓扑结构、换乘便捷性和运营服务方面细节问题的评价因素，来建立骨架网络评价体系进行骨干公交线路的评价；最后，即可基于评价结果来生成相应的线路改进方案；由此，本发明基于公交骨干线网及骨干线路的运行评价来进行线路优化，相比于传统技术，能够提高线路优化的合理性，从而可在保证服务质量的同时，降低公交企业投入成本，减少公交资源的浪费。
12、在一个可能的设计中，对所述公交线路网络进行节点分析处理，得到所述公交线路网络中的关键节点集合，包括：
13、从所述公交线路网络中筛选出度数为m的节点，其中，任一节点的度数用于表征该任一节点的连接边的条数，且m的初始值为1；
14、从所述公交线路网络中删除度数小于或等于m的节点及对应的连接边，得到第一公交线路子网络，并将删除的节点加入至第一删除节点集合中；
15、将所述公交线路网络更新为所述第一公交线路子网络，并重新从公交线路网络中筛选出度数小于或等于m的节点，直至满足第一停止条件时为止，以得到第二公交线路子网络和第二删除节点集合，其中，所述第一停止条件为公交线路网络中不存在有度数小于或等于m的节点；
16、将所述第二删除节点集合中所有节点标识为m，得到第三删除节点集合；
17、将公交线路网络更新为第二公交线路子网络，将第一删除节点集合更新为第三删除节点集合，以及将m自加1，并重新从所述公交线路网络中筛选出度数为m的节点，直至满足第二停止条件时为止，以得到满足第二停止条件时的第三删除节点集合，其中，所述第二停止条件为所述公交线路网络中的所有节点均被标识；
18、将满足第二停止条件时的第三删除节点集合中的各个节点，按照标识从大至小的顺序进行排序，得到排序节点集合；
19、从所述排序节点集合中，筛选出排序前k位的节点，以利用筛选出的节点，组成所述关键节点集合，其中，k为大于1的正整数。
20、在一个可能的设计中，所述目标函数为：
21、（1）
22、公式（1）中，表示所述目标函数，表示骨干线网客流直达率函数，表示骨干线网覆盖度函数，表示调节系数，且；
23、其中，（2）
24、（3）
25、公式（2）中，表示公交线路集合，表示关键节点集合，表示第条公交线路，为第一决策变量，其中，若第条公交线路在骨干线网中，则为1，否则为0，表示第条公交线路上的客流总数，表示关键节点与关键节点之间的客流需求量；
26、公式（3）中，表示公交线路网络覆盖的路网的路段集合，表示第条路段，为第二决策变量，其中，若第条路段在骨干线网的覆盖路段中，为1，否则，为0，表示第条路段的长度。
27、在一个可能的设计中，所述约束条件包括：骨干线网条数约束条件，骨干线网客流量约束条件，骨干线网密度上限约束条件，骨干线网密度下限约束条件，骨干线网路段约束条件，骨干公交线路长度约束条件，骨干公交线路换乘约束条件以及骨干公交线路非直线系数约束条件；
28、其中，骨干线网条数约束条件为：
29、（4）
30、公式（4）中，表示公交线路集合，表示第条公交线路，表示骨干线网的线网密度，表示骨干线网覆盖的城市面积，表示骨干线网中骨干公交线路的平均长度；
31、骨干线网客流量约束条件为：
32、（5）
33、公式（5）中，表示关键节点集合，表示公交线路网络覆盖的路网的路段集合，表示第条路段，为第二决策变量，若第条路段在骨干线网的覆盖路段中，为1，否则，为0，表示关键节点与第d条路段的耦合关系，表示关键节点与关键节点之间的客流需求量，表示关键节点与第条路段的耦合关系，表示第条路段，其中，若第条路段在骨干线网的覆盖路段中，为1，否则，为0；
34、骨干线网密度上限约束条件为：
35、（6）
36、公式（6）中，表示最大线网密度；
37、骨干线网密度下限约束条件为：
38、（7）
39、公式（7）中，表示最小线网密度；
40、骨干公交线路换乘约束条件为：
41、（8）
42、公式（8）中，表示保留站点参数，若关键节点为保留站点，为1，否则，为0，表示任意关键节点属于关键节点集合；
43、骨干公交线路非直线系数约束条件为：
44、（9）
45、（10）
46、公式（9）和公式（10）中，表示第条公交线路的长度，表示第n条公交线路的直线距离，表示任意公交线路属于公交线路集合。
47、在一个可能的设计中，基于所述公交线路评价指标集，构建出所述骨干线网的线路评价矩阵，包括：
48、基于所述公交线路评价指标集，获取每条骨干公交线路对应的各线路评价指标的实际值；
49、利用每条骨干公交线路对应的各个线路评价指标的实际值，并按照如下公式（11），构建出所述线路评价矩阵；
50、（11）
51、上述公式（11）中，表示线路评价矩阵，表示第条骨干公交线路的第个线路评价指标的实际值，表示骨干公交线路总数，表示公交线路评价指标集中的线路评价指标个数。
52、在一个可能的设计中，基于所述标定评价矩阵和所述线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路相对于所述标定评价矩阵的关联度，包括：
53、对所述标定评价矩阵和所述线路评价矩阵进行无量纲化处理，得到处理后的标定评价矩阵和处理后的线路评价矩阵；
54、基于处理后的标定评价矩阵和处理后的线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路对应的各个线路评价指标，相对于所述标定评价矩阵的关联系数；
55、根据每条骨干公交线路对应的各个线路评价指标，相对于所述标定评价矩阵的关联系数，计算出每条骨干公交线路相对于所述标定评价矩阵的关联度。
56、在一个可能的设计中，基于处理后的标定评价矩阵和处理后的线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路对应的各个线路评价指标，相对于所述标定评价矩阵的关联系数，包括：
57、对于任一骨干公交线路中的任一线路评价指标，采用如下公式（12），计算出所述任一骨干公交线路中的任一线路评价指标，相对于所述标定评价矩阵的关联系数；
58、（12）
59、上述公式（12）中，表示任一骨干公交线路中的任一线路评价指标，相对于所述标定评价矩阵的关联系数，表示所述处理后的标定评价矩阵中所述任一线路评价指标对应的无量纲化后的最优值，表示所述任一骨干公交线路对应的处理后的标定评价矩阵中，所述任一线路评价指标对应的无量纲化后的实际值，表示分辨系数，分别为第一中间参数和第二中间参数，其中，，。
60、第二方面，提供了一种公交线路网络的优化装置，包括：
61、关键节点提取单元，用于获取目标城市的公交线路网络，并对所述公交线路网络进行节点分析处理，得到所述公交线路网络中的关键节点集合，其中，所述公交线路网络中的任一节点为公交站点；
62、模型构建单元，用于基于所述关键节点集合，并以交通网络效率为目标函数，以及以客运运输要求为约束条件来构建出骨干线网识别模型；
63、骨干线路识别单元，利用所述骨干线网识别模型，从所述公交线路网络中识别出若干骨干公交线路，以便利用若干骨干公交线路组成骨干线网，其中，任一骨干公交线路中包含有预设数量的关键节点；
64、线路评价单元，用于获取公交线路评价指标集以及标定评价矩阵，其中，所述公交线路评价指标集包含有若干线路评价指标，所述标定评价矩阵中包含有每个线路评价指标的最优值，且若干线路评价指标包括基础设施评价指标、换乘因素评价指标和客流及运营状况评价指标；
65、线路评价单元，还用于基于所述公交线路评价指标集，构建出所述骨干线网的线路评价矩阵，并基于所述标定评价矩阵和所述线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路相对于所述标定评价矩阵的关联度；
66、线路优化单元，用于依据各骨干公交线路相对于标定评价矩阵的关联度，生成目标城市的公交线路改进方案。
67、第三方面，提供了另一种公交线路网络的优化装置，以装置为电子设备为例，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述公交线路网络的优化方法。
68、第四方面，提供了一种存储介质，存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述公交线路网络的优化方法。
69、第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述公交线路网络的优化方法。
70、有益效果：
71、（1）本发明基于公交骨架网络设计思想和复杂网络理论，提取出公交网络中的关键换乘节点，并以网络关键节点为骨架网络控制点构建骨干线网识别模型，以基于此来识别出公交骨干线网；如此，提升了公交网络分析的精度；而后，通过引入更能反映公交骨干网络在网络拓扑结构、换乘便捷性和运营服务方面细节问题的评价因素，来建立骨架网络评价体系进行骨干公交线路的评价；最后，即可基于评价结果来生成相应的线路改进方案；由此，本发明基于公交骨干线网及骨干线路的运行评价来进行线路优化，相比于传统技术，能够提高线路优化的合理性，从而可在保证服务质量的同时，降低公交企业投入成本，减少公交资源的浪费。
1.一种公交线路网络的优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述公交线路网络进行节点分析处理，得到所述公交线路网络中的关键节点集合，包括：
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：骨干线网条数约束条件，骨干线网客流量约束条件，骨干线网密度上限约束条件，骨干线网密度下限约束条件，骨干线网路段约束条件，骨干公交线路长度约束条件，骨干公交线路换乘约束条件以及骨干公交线路非直线系数约束条件；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述公交线路评价指标集，构建出所述骨干线网的线路评价矩阵，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述标定评价矩阵和所述线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路相对于所述标定评价矩阵的关联度，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于处理后的标定评价矩阵和处理后的线路评价矩阵，计算出每条骨干公交线路对应的各个线路评价指标，相对于所述标定评价矩阵的关联系数，包括：
8.一种公交线路网络的优化装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～7任意一项所述的公交线路网络的优化方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～7任意一项所述的公交线路网络的优化方法。
