(上海市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，上海200040)

城市交通模型在20世紀(jì)80年代引入中國，經(jīng)過30多年的發(fā)展，逐漸成為診斷交通現(xiàn)狀癥結(jié)、預(yù)判未來發(fā)展趨勢、制定交通發(fā)展政策、評估交通與土地利用適應(yīng)性等的重要技術(shù)手段。構(gòu)建和維護(hù)交通模型數(shù)據(jù)庫是研發(fā)城市交通模型的重要基礎(chǔ)性工作。交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)構(gòu)建工作量大、技術(shù)性強、維護(hù)周期長，一直以來是交通模型快速反饋規(guī)劃方案的瓶頸。交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)主要包括具有拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)道路網(wǎng)、基礎(chǔ)軌道交通網(wǎng)、各種交通方式的換乘連線、形心連線、公共交通線路(含軌道交通列車運行交路)和車站等。公共交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫與道路交通網(wǎng)絡(luò)通過特定的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，因此道路網(wǎng)絡(luò)的修改直接影響公交線路數(shù)據(jù)的同步更新維護(hù)，這就大大增加了維護(hù)的工作量和復(fù)雜性。本文研究在地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)環(huán)境下公交模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和維護(hù)技術(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)的軟件工程開發(fā)，以提高數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和維護(hù)的效率。

1 問題分析

在公交模型數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建和維護(hù)工作中，交通模型師通常會遇到三個難以避免的問題：

1）城市交通管理部門或公交運營企業(yè)提供了公交線路(線層)和公交車站(點層)的GIS數(shù)據(jù)，如何將其快速地轉(zhuǎn)化為交通規(guī)劃軟件可用的格式。

2）交通模型包括現(xiàn)狀模型和規(guī)劃模型，構(gòu)建現(xiàn)狀公交模型數(shù)據(jù)庫后，如何將依附于現(xiàn)狀道路網(wǎng)絡(luò)的公交線路應(yīng)用于規(guī)劃道路網(wǎng)絡(luò)、使之與規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

一直以來，國內(nèi)外交通模型工作者也嘗試了很多方法，采用現(xiàn)狀與規(guī)劃路網(wǎng)“一張圖”管理方法(也稱為Master網(wǎng)絡(luò))[1]是其中應(yīng)用較為廣泛的一種。Master網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在一定程度上減少了公交模型數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作量，但僅適用于規(guī)劃路網(wǎng)變化不大的情形。由于中國城市發(fā)展變化快，現(xiàn)狀和規(guī)劃路網(wǎng)往往存在較大差異，很多時候現(xiàn)狀路網(wǎng)的一些路段在規(guī)劃方案中是不存在的，這些都對數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)造成影響。同時，因為Master網(wǎng)絡(luò)還必須包括銜接現(xiàn)狀路網(wǎng)和規(guī)劃路網(wǎng)的拓?fù)涔?jié)點，這無形中又大大增加了路網(wǎng)維護(hù)的復(fù)雜程度。

3）局部道路網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方案修改后，必須同步修改公交線路以達(dá)到聯(lián)動，這對工作人員的技術(shù)要求非常高。如何能夠獨立修改兩個網(wǎng)絡(luò)，并重新創(chuàng)建數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是需要攻克的難關(guān)。

公交模型數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作量十分巨大。例如上海市交通模型有2 400余條上下行線路、5.5萬多個車站，紐約市交通模型有4 000余條線路、10萬多個車站。在GIS技術(shù)快速發(fā)展的今天，特別是其在交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，逐漸形成了交通地理信息系統(tǒng)(GIS-T)學(xué)科分支，使得解決上述三個問題具有可能性。

2 公交模型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)描述

2.1 常用交通規(guī)劃軟件的公交模型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)描述

圖1 公交模型數(shù)據(jù)庫中車站的動態(tài)分段示意圖Fig.1 Illustration of the dynamic segmentation of stops in the transit model database

目前，國際上較為流行的交通規(guī)劃軟件包括TransCAD，VISUM，EMME，CUBE等。這些軟件對公交線路的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)描述具有一定差異。TransCAD和VISUM軟件允許公交車站位于路段的任意位置，位于路網(wǎng)節(jié)點上是一種特例，這種數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)來源于GIS中的動態(tài)分段技術(shù)[2-3]。例如，對公路的設(shè)施(事故)管理需要事先存儲設(shè)施在路徑上的所有分布情況。因此，動態(tài)分段技術(shù)可以記錄路徑上的“要素”和“事件”，而不是修改路網(wǎng)數(shù)據(jù)本身。EMME和CUBE軟件采用路網(wǎng)節(jié)點設(shè)置車站，即通過公共汽車走過的節(jié)點來描述線路的走向，車站只能放在道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點上。這些節(jié)點既包括真實的交叉口，也包括虛擬的節(jié)點。為了提高模型的精度，位于較長路段中間位置的車站需要打斷，以適應(yīng)這些軟件只支持“車站位于路網(wǎng)節(jié)點上”的特點。

2.2 基于動態(tài)分段技術(shù)的公交模型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)描述

基于動態(tài)分段技術(shù)的公交車站維護(hù)，不再局限于放到路網(wǎng)的交叉口上，而是放到路段的任意位置，使數(shù)據(jù)模型更加貼近真實道路環(huán)境。圖1顯示了動態(tài)分段下公交車站的布置情況，其中公交路徑段由兩個路徑片段組成，路徑片段長度分別占各自所屬路段的70%和40%。通過動態(tài)分段技術(shù)，TransCAD和VISUM軟件可以精確地描述公交車站的位置和路徑段長度等屬性。為了兼顧EMME和CUBE等軟件的使用，可以根據(jù)車站的位置打斷路段，添加虛擬節(jié)點，對于十分靠近節(jié)點的車站，可以挪動至節(jié)點。

基于動態(tài)分段技術(shù)的公交模型數(shù)據(jù)庫具有維護(hù)方便、建模精度高且更加通用的優(yōu)勢，是公交模型數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的首選方式。本文在基于此技術(shù)的TransCAD軟件平臺上進(jìn)行二次開發(fā)，試圖解決前文提到的三個主要問題。

首先，公交網(wǎng)絡(luò)的最大特點是與路網(wǎng)具有關(guān)聯(lián)性，在GIS中稱為路徑系統(tǒng)。路徑系統(tǒng)記錄了公交線路走過的路段和節(jié)點順序、車站所在的位置，以及線路和車站的屬性。路徑系統(tǒng)通過特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲在計算機系統(tǒng)中，實現(xiàn)各種關(guān)聯(lián)查詢分析。公交模型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)見表1。

1）線路表：與公交線路圖層關(guān)聯(lián)，描述公交線路的一些特性，其主鍵為LineID。

2）路徑段表：描述公交線路中前后兩個車站間的各種屬性，屬于軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用戶無須維護(hù)。其主鍵是TranLinkID，通過LineID字段與線路表關(guān)聯(lián)。

3）車站表：與公交車站圖層關(guān)聯(lián)，其主鍵為StopID，描述了車站所在的線路(通過LinkID關(guān)聯(lián))和路段(通過LinkID關(guān)聯(lián))，表示線路第幾次經(jīng)過該車站(PassCount)以及其他屬性。

4）路徑片段表：是路徑段表的組成部分，表示路徑段在每個路段上的構(gòu)成，其主鍵是SectionID。通過TranLinkID與路徑段表關(guān)聯(lián)，LinkID表示該片段屬于路網(wǎng)上的哪個路段。

5）路段表和節(jié)點表：即道路網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系描述。

此外，TransCAD軟件還包括可選的數(shù)據(jù)類型——真實的公交車站。公交線路的車站一定位于公交物理站臺上，同一個公交物理站臺可能包含多條線路的車站，若某條線路經(jīng)過某個物理站臺不允許上下客，則認(rèn)為該線路在這個站臺沒有車站。

3 公交模型數(shù)據(jù)庫自動創(chuàng)建技術(shù)

在數(shù)據(jù)收集階段，公交線路的車站數(shù)據(jù)有多種形式。若收集到的只是柵格圖的格式(如JPEF格式的圖像文件或傳統(tǒng)地圖)，則模型師只好看著圖紙手工添加，或者對著路網(wǎng)寫好數(shù)據(jù)表再由軟件導(dǎo)入，這兩種方法的速度相差不大，工作量較大。如果能夠收集到GIS格式的矢量數(shù)據(jù)，就會包含線路圖層和車站圖層(如ArcGIS軟件的SHP格式)。另外，也可以通過一些地圖網(wǎng)站進(jìn)行二次開發(fā)來獲得公交線路的矢量格式數(shù)據(jù)，例如采用百度地圖的API開發(fā)或是Google公司的GTFS數(shù)據(jù)，都可以獲得公交線路的空間和屬性數(shù)據(jù)，產(chǎn)生矢量圖層。這時，公交模型數(shù)據(jù)庫就可以通過技術(shù)研發(fā)自動創(chuàng)建。

這些原始的矢量數(shù)據(jù)，只是簡單的車站“點圖層”和線路“線圖層”，并沒有建立車站和路段ID、路徑片段和路段ID等關(guān)鍵的關(guān)聯(lián)屬性。交通模型中分析公交(軌道交通)自身的換乘關(guān)系、與道路網(wǎng)中其他交通方式之間的接駁關(guān)系、道路網(wǎng)中固定線路的公交流量計算等各種功能，均需要通過這種特別的公交模型數(shù)據(jù)庫完成。因此，如何利用原始數(shù)據(jù)快速地創(chuàng)建公交模型數(shù)據(jù)庫十分重要。

3.1 輸入數(shù)據(jù)

需要輸入的數(shù)據(jù)有以下三種：

1）公交線路：為線層格式，包括線路名字段，是公交線路唯一的名字，需要區(qū)分上下行。

2）車站層：即公交車站圖層，要求線路名字段與線路層中的線路名字段對應(yīng)；車站層還包括車站序號字段(車站圖層一條線路中車站的順序號)。

3）公交線路依附的道路網(wǎng)絡(luò)。

3.2 工作原理

TransCAD軟件的GISDK開發(fā)語言提供了創(chuàng)建公交線路系統(tǒng)的全套函數(shù)。根據(jù)上述輸入數(shù)據(jù)創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)庫，其關(guān)鍵技術(shù)如下：

1）創(chuàng)建公交線路的緩沖區(qū)(Buffer)，對道路網(wǎng)絡(luò)中緩沖區(qū)所包含的路段建立子網(wǎng)集合，公交線路經(jīng)過的路段優(yōu)先在子網(wǎng)中查找，以約束線路走向。緩沖區(qū)越小，約束的精度越高。若路網(wǎng)坐標(biāo)匹配程度較好，可以適當(dāng)加大緩沖區(qū)，但一般不超過一個街區(qū)的寬度。

2）車站可位于路段任意位置是研究中最大的難點，一些車站位于交叉口附近，加上位置誤差和地圖匹配問題，僅從空間位置上難以判別車站屬于哪一個路段。因此對一條線路的車站序列進(jìn)行遞歸前向探索，以確定車站屬于公交線路哪一個路段并判斷公交線路在路段上的方向。如圖2所示，車站圖層中的車站3，在地圖中更靠近路網(wǎng)圖層中的經(jīng)二路，但實際該車站位于緯三路上，僅從車站3自身的地理位置無法確定其所屬路段。如果緩沖區(qū)包含了緯三路而未包括經(jīng)二路，則可以從路段包含關(guān)系中排除經(jīng)二路。但由于地圖匹配偏差，有時候線路創(chuàng)建的緩沖區(qū)可能未包含緯三路和經(jīng)二路，雖然車站比較靠近經(jīng)二路，但是不能確定車站在該路段上。此時，只能遞歸前向探索車站4和車站5，才能確定車站3所在路段。一般來說，前向探索2個車站基本足夠。

表1 公交模型數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)Tab.1 Structure of the transit model database

圖2 車站所屬路段遞歸分析技術(shù)示意Fig.2 Illustration of recursive analysis of roadway segments with stops

圖3 公交模型數(shù)據(jù)創(chuàng)建校驗示例Fig.3 Examples of transit model data creation and verification

圖4 公交模型數(shù)據(jù)創(chuàng)建Fig.4 Creation of transit model data

3）在道路網(wǎng)中，需要對明顯不可能的路段進(jìn)行排除。例如公交車站設(shè)置的路段，一般不會是高架道路、隧道和橋梁，可以通過選擇集進(jìn)行限制。例如對于形心連線，其他模型需要的虛擬連線，也包含在路網(wǎng)圖層中，但實際上這些路段是不存在的，可以排除公交線路的通行。再如，軌道交通網(wǎng)絡(luò)不允許公共汽車通行，可將公共汽車和軌道交通交路通過不同的路網(wǎng)集合分批創(chuàng)建，應(yīng)用不同的選擇集來排除不合適的路段。

3.3 實際應(yīng)用中的問題

1）靈活選擇部分線路導(dǎo)入?？梢詫€路先進(jìn)行比較嚴(yán)格的條件(緩沖區(qū)參數(shù)設(shè)置)導(dǎo)入，對無法導(dǎo)入或車站錯誤比較多的線路進(jìn)行單獨選擇，放寬條件導(dǎo)入。另外，對于新開行的線路進(jìn)行添加導(dǎo)入，而不需要完全重新創(chuàng)建。

2）線路更新和屬性數(shù)據(jù)加載。線路更新主要用于數(shù)據(jù)的更新，例如公交線路的走向調(diào)整。程序可自動刪除公交系統(tǒng)中重名的線路，并更新屬性數(shù)據(jù)，自動進(jìn)行關(guān)聯(lián)加載。

3）導(dǎo)入數(shù)據(jù)的檢驗和修正。公交線路的導(dǎo)入成功率依賴于模型的路網(wǎng)完善程度。例如公交線路經(jīng)過的地區(qū)沒有路網(wǎng)，程序可以讓線路自動繞行，但若設(shè)站的地方?jīng)]有路網(wǎng)，車站生成只好自動放棄。程序可以自動給出各種錯誤的報表，以便模型師人工核實少量錯誤。生成的模型公交線路與原始公交線路的差別檢驗工作非常重要。附加模塊可根據(jù)錯誤報表指定線路名稱查詢對比，也可逐條瀏覽。同時，模塊還支持批量保存為位圖，可用于公交調(diào)整線路的查找，便于模型長期維護(hù)。公交模型數(shù)據(jù)創(chuàng)建校驗示例見圖3。

3.4 應(yīng)用實例

基于上述工作原理和功能需求，本文開發(fā)了相應(yīng)的軟件工具，并應(yīng)用于具體案例。對上海市公共交通有關(guān)部門提供以及某地圖網(wǎng)站API開發(fā)獲得的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，結(jié)果表明上海市2 400余條公交線路可以在1 h左右成功創(chuàng)建，見圖4。軟件還提供了報錯功能(例如車站所在位置的周邊地區(qū)沒有基礎(chǔ)道路網(wǎng)絡(luò))，錯誤率在2%以內(nèi)，可根據(jù)錯誤報告利用檢驗工具，人工修正出錯的少量車站和線路。若按照傳統(tǒng)的人工繪制公交線路方式，即使是比較熟練的模型師，也至少需要80個工作日。因此，軟件開發(fā)大大提高了公交模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建效率。

4 公交模型數(shù)據(jù)庫維護(hù)技術(shù)

使用公交模型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建工具，將公交模型數(shù)據(jù)再導(dǎo)出為所開發(fā)的軟件工具可以輸入的數(shù)據(jù)格式，便可以在新的路網(wǎng)上重新創(chuàng)建公交模型數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)路網(wǎng)的獨立編輯。但公交模型數(shù)據(jù)庫包含了更精準(zhǔn)的信息，可以開發(fā)更為專業(yè)化的軟件工具實現(xiàn)維護(hù)功能。例如上述創(chuàng)建工具有時無法判斷公交線路是否通過了重疊的地面和高架道路，正如GPS汽車導(dǎo)航無法完全準(zhǔn)確判斷車輛在地面道路還是高架道路。而在公交模型數(shù)據(jù)庫中，包含了這些路段和前后關(guān)聯(lián)路段的信息，對于已經(jīng)建成的公交模型數(shù)據(jù)庫，則可以利用這些信息，進(jìn)一步提高與路網(wǎng)的匹配度。

4.1 功能特點

模型師往往希望公交系統(tǒng)能從一個網(wǎng)絡(luò)“移植”到另一個網(wǎng)絡(luò)，并且不需要數(shù)據(jù)庫字段的對應(yīng)，只需要兩個網(wǎng)絡(luò)空間位置基本一致。例如將現(xiàn)狀道路上的現(xiàn)狀公交線路移至規(guī)劃路網(wǎng)(見圖5)，道路網(wǎng)絡(luò)的編輯脫離公交線路進(jìn)行自由編輯，多方案路網(wǎng)的公交線路重新生成等，可以大大節(jié)省建立公交分配模型時公交線路人工繪制工作。公交線路“搬遷”時應(yīng)盡量保持原有線路的走向特征，并準(zhǔn)確識別公交線路走行高架、地面、地下道路等重疊路段。同時，也可以靈活地選擇轉(zhuǎn)換線路集合，或是線路在新網(wǎng)絡(luò)中可走行的子網(wǎng)集合等，便于選擇不同類別的線路進(jìn)行分批處理。

對比圖5a和圖5b，規(guī)劃路網(wǎng)的道路形態(tài)有所變化，公交線路則根據(jù)新的路網(wǎng)，重新創(chuàng)建了一條與現(xiàn)狀線路高度匹配的線路，實現(xiàn)了在現(xiàn)狀和規(guī)劃路網(wǎng)之間的直接移植。實際應(yīng)用中還需要以下幾個功能幫助“移植”：

1）對既有公交系統(tǒng)，可以創(chuàng)建集合，在“線路集合”界面中選擇用戶創(chuàng)建的集合，則可以僅移動集合中的公交線路。例如，軌道交通運行交路和公共汽車線路可以分批次地進(jìn)行移動。

2）目標(biāo)公交系統(tǒng)中，可以對路網(wǎng)的節(jié)點和路段創(chuàng)建集合，如果使用“排除節(jié)點集合”選項，則表示集合中的節(jié)點不優(yōu)先作為線路錨固點，但線路仍舊可能在查找路徑時通過集合中的節(jié)點。在高級選項設(shè)置中勾選“不允許線路通過排除節(jié)點集合”選項，則和“排除節(jié)點集合”中的節(jié)點相連的所有路段都被禁止使用，即線路不能通過集合中的所有節(jié)點。

3）目標(biāo)公交系統(tǒng)中，如果使用了“排除路段集合”選項，則表示公交線路不能通過這些路段?！芭懦范渭稀钡膽?yīng)用更為普遍，例如轉(zhuǎn)換公共汽車線路時，可以將形心連線、軌道交通路段等明確公交線路不能通行的路段進(jìn)行排除。

4.2 工作原理和算法流程

4.2.1 工作原理

移植工具的工作原理與創(chuàng)建公交模型數(shù)據(jù)工具大體相同，但包含更為詳細(xì)的參數(shù)設(shè)置：

1）線路最短路徑緩沖帶寬度/m：新路網(wǎng)的路段完全包含在線路緩沖區(qū)時，才作為路徑選擇的對象。移植的公交線路在新的路網(wǎng)中優(yōu)先在線路緩沖區(qū)內(nèi)的子網(wǎng)中查找路徑。

2）錨固點緩沖帶寬度/m：錨固點指新、老路網(wǎng)公交線路走過的節(jié)點；“錨固點緩沖帶寬度”區(qū)域內(nèi)的新路網(wǎng)節(jié)點作為新公交線路的錨固點。

3）鄰近點緩沖帶寬度/m：一般大于“錨固點緩沖帶寬度”，是指原有路網(wǎng)中公交線路通過的點無法找到錨固點時，用鄰近的節(jié)點代替。具體查找方法是：在原有路網(wǎng)錨固點緩沖區(qū)域內(nèi)所查找到的路段(去除“排除路段集合”，路段并非完全包含在緩沖區(qū)內(nèi)，接觸到的都算)所連節(jié)點的最近節(jié)點，并且與原有路網(wǎng)中的錨固點的距離小于鄰近點緩沖帶寬度，即為鄰近節(jié)點。

4）繞行路段緩沖帶寬度/m：一般大于“線路最短路徑緩沖帶寬度”，在線路緩沖帶內(nèi)找不到路徑時，才到更大的緩沖區(qū)間查找路徑(僅為局部錨固點對間的繞行查找，并非整條線路擴大緩沖區(qū)域)。若仍然找不到路徑，則放棄移植該線路。

圖5 公交模型數(shù)據(jù)在現(xiàn)狀和規(guī)劃路網(wǎng)上的“移植”Fig.5“Transfer” of transit model data between existing and planned roadway networks

圖6 公交模型數(shù)據(jù)在不同路網(wǎng)上移植的工具用戶界面Fig.6 User interface of tools for transferring transit model data among different roadway networks

圖7 算法流程Fig.7 Algorithm flowchart

圖8 公交模型數(shù)據(jù)在不同路網(wǎng)上移植的高級功能開發(fā)Fig.8 Development of advanced functionalities for transferring transit model data among different roadway networks

5）線路局部段落最大距離差異/m：是指新路網(wǎng)中錨固點或鄰近節(jié)點對之間的距離與原有公交線路對應(yīng)點之間的長度差的絕對值。如果存在某個段落大于這一值，即放棄移植該線路。

6）線路局部段落長度最大比值：是指新路網(wǎng)中錨固點或鄰近節(jié)點對之間的距離與原有公交線路對應(yīng)點之間的長度相對比值。如果存在某個段落大于這一值，即放棄移植該線路。

7）新舊線路總長最小比值。如果新的線路比原有線路短很多，則放棄移植該線路。

參數(shù)集4)～7)可以看作是放棄自動移植的閾值，軟件將記錄所放棄的線路或線路段，以便進(jìn)一步手工甄別處理。公交模型數(shù)據(jù)在不同路網(wǎng)上移植的工具用戶界面見圖6。

上述參數(shù)設(shè)置后進(jìn)行第一次移植，如有失敗的線路(一般只在路網(wǎng)改動很大的情況出現(xiàn))，可以加載新舊兩個公交系統(tǒng)，并逐步將參數(shù)設(shè)置適當(dāng)放寬，重新對失敗的線路進(jìn)行移植。

4.2.2 算法流程

移植工具的計算主流程如圖7所示。

算法流程創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)如下：

1）通過緩沖區(qū)的創(chuàng)建，進(jìn)行線路走向約束，在車站信息的基礎(chǔ)上，提高公交線路在路網(wǎng)上通行的空間范圍精度。

2）采用線路繞行技術(shù)，提高線路對不同路網(wǎng)的適應(yīng)度。線路優(yōu)先在緩沖區(qū)內(nèi)查找路徑，查找失敗后則可以在繞行范圍內(nèi)查找，甚至在全網(wǎng)查找。

3）針對線路重復(fù)迂回地經(jīng)過某些路段，建立PassCount字段，從而清晰地描述線路走向及經(jīng)過路段的計數(shù)。

4）采取分段緩沖區(qū)的辦法，對公交線路走過的路段類型進(jìn)行匹配，解決了二維空間的重疊問題，提高了公交線路在地面道路和高架、地下等重疊道路走行路徑的識別率。

5）靈活地應(yīng)用了選擇集合和參數(shù)設(shè)置，可以提高軟件工具的使用靈活度和效率。

4.3 公交模型數(shù)據(jù)庫維護(hù)的高級功能

1）根據(jù)不同線路類型設(shè)置最短路徑字段。最短路徑字段是指線路查找路徑的成本字段，全局默認(rèn)字段一般選擇為長度，也可以為其他字段或分線路指定字段(原公交系統(tǒng)中建立一個成本字段，則對應(yīng)查找新路網(wǎng)中的相應(yīng)字段名作為成本查找最短路徑)。軌道交通和公共汽車的運行線路可以分開設(shè)置最短路徑字段。

2）線路經(jīng)過的路段類型。主要針對平面坐標(biāo)上重疊的路段進(jìn)行處理，例如高架道路、地面道路、地下道路等。有些公交線路既走地面道路又走高架道路，不能通過前面排除路段集合區(qū)分重疊區(qū)域的路段。這種情況可在新舊路網(wǎng)中各設(shè)置一個路段類型字段，程序?qū)⒃痪€路按照經(jīng)過的道路類型分段繪制緩沖區(qū)，每個路段在新路網(wǎng)中查找相應(yīng)的匹配類型。同時用戶需要設(shè)置匹配緩沖帶，緩沖帶內(nèi)的路段考慮其類型并優(yōu)先查找路徑，緩沖帶外的路段將不考慮類型。

3）有時部分線路移植效果不理想，可根據(jù)需要選擇更新已經(jīng)移植成功的線路。

公交模型數(shù)據(jù)在不同路網(wǎng)上移植的高級功能開發(fā)界面見圖8。

4.4 公交模型數(shù)據(jù)庫維護(hù)的工作效率

根據(jù)對上海、天津、廣州等多個大城市公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)移植分析，該移植工具工作效率較高，一般可以在1 h左右移植2 000多條公交線路。路網(wǎng)變化不大的情況下，通常準(zhǔn)確率在99%以上；路網(wǎng)變化較大時，則可以通過逐次放大移植參數(shù)來完成，一般移植成功率約為95%。通過該軟件工具的應(yīng)用，實現(xiàn)了公交模型數(shù)據(jù)和道路網(wǎng)絡(luò)模型數(shù)據(jù)獨立編輯，在提高工作效率的同時，大大降低了維護(hù)模型和數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜度。

5 結(jié)語

全文介紹了在GIS環(huán)境下的公交模型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和維護(hù)技術(shù)。通過TransCAD交通規(guī)劃軟件的二次開發(fā)，實現(xiàn)了相關(guān)功能并可以應(yīng)用于實際項目，較大程度地提高了公交模型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和維護(hù)的效率，為交通模型快速反饋多種交通規(guī)劃方案提供了技術(shù)基礎(chǔ)。由于TransCAD軟件的公交數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有通用性，因此，可以同步開發(fā)VISUM，EMME和CUBE等軟件的數(shù)據(jù)接口工具，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

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