换乘缺陷的算法应用

新线开通与漏洞

随着广州地铁8号线北延段开通,广州地铁的很多站点都换上了新的票价指示图。但是我发现,由于8号线西村站无法和5号线进行换乘,导致很多区段的票价仍然按照原票价执行,并未能达到减价的目的。

芳村站更新的票价表,去鹅掌坦3元,更近的西村4元

除此之外,有些站去近的站点反而比去远的站点绕远路,造成加价。

本文将以最短路径算法的应用为例,去寻找8号线西村站造成的票价问题(准确来说是里程问题)。

背景知识

本文将用迪杰斯特拉算法进行分析,算法如下:

本文为简化地铁线路图的分析,仅截取2号线飞翔公园以南,昌岗以北,5号线小北以西,1号线公园前以西,6号线海珠广场以西,沙贝以东,8号线昌岗以西,同德以南,广佛线燕岗以西,西塱以东的部分进行分析。

主要研究的就是黑色圈内的部分  

同时取精确到0.1公里的站距,票价按4公里内2元,4-12公里每4公里加1元,12-24公里每6公里加1元(因区域内只存在最高5元票价,后略)计算。规定超过临界票价里程0.5公里加1元(即4.4公里2元,4.5公里3元)。(但为方便计算,里程乘10后再写入算法。)

具体分析

为进一步简化模型,规定起始站为1号节点,途径的站点仅换乘站和区域内的端点站标注节点,其他一律不计。本文将选取芳村、燕岗、陈家祠、西村、沙贝和公园前6个代表性车站作为示例,说明西村换乘对线网票价的影响。

这两张图是芳村站前往各站的里程图,上图是西村开通之后的,下图是西村开通之前的。主要差距在于西村(节点11),广州火车站(节点12),小北(节点14),尤其是西村,换乘与否增加了2.7公里,甚至超过了相邻的鹅掌坦站的里程,可见对于1号线西段来说,西村换乘与否会影响前往5号线西段的便捷程度。

这是陈家祠站的里程对比,众所周知,由于陈家祠换乘的开通,荔湾区北片前往海珠西部不需要再通过6号线迂回换乘,所以沙园加入了陈家祠的2元俱乐部。但是依然是西村(节点10),广州火车站(节点11),小北(节点13)存在问题,所以说,解决西村换乘问题对老西关地区和西村联络还是有帮助的。

公园前站节点地图

和芳村、陈家祠不一样,公园前由于2号线的强力作用(北通机场,南接顺德),所以8北开通对公园前影响很有限,最多就是西村换乘通车之后,可以减少西村前往北京路商圈的换乘问题。

西村站节点地图

西村——影响太大了,除了去5号线本线的滘口(节点14),坦尾(节点9),广州火车站(节点11),小北(节点13)外,其他都可以减里程。尤其是西村-西塱,相比5-6-1,8-广佛的换乘更加快捷(可以省2.7公里,还有沙园站同台换乘的便利)。这说明西村换乘对西村本站的优势是最大的,对西村长期依靠地面交通联络老西关、芳村和海珠有极大帮助。


燕岗站节点地图

燕岗可以说是近几年市区站点中的大赢家,2018年,广佛线最后3个站开通,燕岗不再是终点;2019年,8号线凤凰新村-文化公园开通,燕岗站前往6号线沿途各站无需绕行2号线;2020年,8号线再次向北延伸,陈家祠换乘让荔湾北片不再遥远。但如果西村换乘开通,燕岗的潜力更大,至少前往5号线沿线的站点可以不用绕行2号线,充分体现了8号线北延段为2号线分流的作用。

沙贝受到西村换乘的影响很小,但不能忽视,因为西村换乘开通以后,通过6-5-8进行白云区西部内部的联络会更多,从沙贝-鹅掌坦可以省3.5公里可以看出,这在白云区内东西向动脉12号线开通前很有必要。

总结

总的来说,8北的西村换乘开通与否,对大多数区域而言,仅仅是锦上添花而已,但是对于1号线西段、广佛线前往5号线西段等方向的线路而言,就意义重大。这只是在一个小区域内简化分析,虽然本文主要分析西村换乘对已有线路和站点的影响,但是,西村换乘的开通,最大受益者是8号线北延段的人们前往5号线的小北、珠江新城等区域。

多希望西村换乘快些解决,让8北对5号线的通达度提上去  

所以通过这个迪杰斯特拉算法的应用,表明了路径是可以被新路径覆盖的。例如芳村-广州火车站就可以由1-2改为1-8-5,充分体现了迪杰斯特拉算法的思想,就是路径被更近的路径覆盖。

陈家祠站的新出口,让一些新的路径成为可能,并取代原有的路径  

不过这只是一个模拟,真正有没有人这样坐地铁,就是开通以后的事情了。我只能希望,这种因换乘未开通而绕路的加价行为不要再发生了。

陈家祠因8北带来新的活力,西村呢?
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