火車最快中轉方案搜索軟件，支持多次中轉、前K最短路徑、指定中轉站

01

12306花了3億沒解決的問題

前文《》說到12306 app存在2個問題：

1.1搜出的中轉方案不是最快的

從贛州西站去保定東站，用12306搜索出的中轉方案如下圖所示：

這些中轉方案是按總耗時排的序，可以看出，12306搜出的最快方案為11:44出發、23:00到，用時為11小時16分鐘，明顯不是真正的最快方案。

1.2只支持中轉1次

12306無論是中轉，還是定制中轉，都只支持中轉1次，比如我搜索：贛州西站——石河子站，怎么搜都顯示無法到達。

02

我是怎么解決12306問題的？

我針對以上2個問題向12306客服郵箱（kyfw@12306.cn）提出建議，請求TA們升級功能，使app支持多次中轉、并確保搜出的方案是真的前K最快方案。

然而12306一直沒有回應，這咋辦？

如果每次旅途能省下1個人的1小時，14億人就是14億個小時，14億小時/24小時/365天/80年=2千萬人，時間就是生命，相當于每次能省下2千萬條人命。

節省全國人民坐火車的時間功德無量，于是，我決定不等12306了，生死看淡，不服就干，從2023年9月1日開始開發“野貓版12306”。

我是電氣博士，以前開發的都是電網仿真與分析軟件，因此，對超大型網絡分析是有研究基礎的，火車網跟電網差不多，也是最復雜的人造網絡之一。

下圖是我繪制的全國火車網絡圖，一鍵布局、自動繪制，圖太大，只能截圖展示部分。

注：本文所有圖片皆高清，點擊可放大查看

我的開發步驟如下：

1）開發網絡爬蟲爬取全國列車時刻表，形成火車網字典；2023/9/1完成

2）網絡爬蟲爬取全國各車站所屬省份，形成車站-分區字典；2023/9/5完成

3）將火車網字典轉換為電網數據，對車站進行分區管理；2023/9/10完成

4）建立全國火車網圖，支持雙向、多回路、多標簽，方便未來的功能擴展；2023/9/11完成

5）將車站按時刻不同劃分為多個子站，添加子站之間的空線路，以乘車時長作為線路權重，搜索兩兩之間的最短路徑；2023/9/13完成

6）對搜出的路徑進行精簡、整合、形成路徑描述字符串及時長，對路徑字典按時長排序，輸出前K條最短路徑。2023/9/15完成

7）允許時間篩選、站名擴展，支持指定多個中轉站。2023/9/18完成

8）提高程序運行速度和準確率，讓用戶使用更傻瓜、更友好。正在完成中，軟件有任何問題，歡迎大家批評指正，提出改善建議。

9月的課余時間多數都投入在開發這軟件上了，代碼量約2千行，當前發布的算是1.0版本，綠色運行文件夾如下圖所示：

注：本文所有圖片皆高清，點擊可放大查看

03

野貓版12306的功能和用法

首先申明，本次開發和測試用的是個人電腦，內存和CPU性能有限，不敢開多線程，因此圖論搜索用時較長，如果換成12306之類的大公司的服務器，開多線程、運行速度不是問題。

野貓版12306共有以下5大功能：

3.1更強大的單次中轉方案搜索

啟動程序之后界面如下圖所示，在關鍵詞框中輸入火車站名，比如“贛”，點擊篩選，會篩選出贛州站和贛州西站等所有名字帶“贛”的。

雙擊列表中篩選出的“贛州西”，即完成出發站的設置，同理設置目的站。

你如果記得火車站的全名，可以不篩選、直接在出發站文本框中輸入火車站全名。

軟件的每個按鈕都提供了懸停提示，哪里不會就把鼠標懸停在哪。

12306搜出的最快方案為11:44出發、23:00到，用時為11小時16分鐘。

從上圖可以看出，野貓版12306搜出的前11個最快方案，最慢的都比12306的快，最快的只需要9小時26分鐘。搜索用時<1秒。

將K值改為20，搜索前20個最快方案，發現12306的最快方案，實際就是野貓版12306的第18快方案。

3.2二次中轉方案搜索

將中轉次數由1次改為2次，再次搜索前9個最快方案（超過9個1張截圖顯示不全），結果如下圖所示：

從上圖可以看出，中轉次數從1次到2次會量變引起質變，程序無法短時通過簡單搜索獲取最優方案，而需要生成火車網絡圖，利用圖論搜索。

最終生成了1張包含5.7萬個節點、46.6萬條支路的全國火車網絡圖，搜索用時達到155秒。

可以看到，贛州西到保定東用12306搜索中轉1次最快要11小時16分，用野貓版12306中轉1次最快要9小時26分、中轉2次最快要8小時34分。

(8*60+34)/(11*60+16) = 76.04%，由此可見野貓版12306可以節省旅途約1/4的用時，贛州西到保定東的用時少了近3小時。

3.3不限次中轉方案搜索

將中轉次數由2次改為不限，再次搜索前9個最快方案（K值超過9個時1張截圖顯示不全，K值想取多大就可以取多大，幾乎不影響運行速度），結果如下圖所示：

可以看出，不限中轉次數的搜索是真的全局搜索，生成了1張包含6.3萬個節點、582.2萬條支路的全國火車網絡圖，搜索用時達到317秒。

它搜出的方案是真的全網最快，贛州西到保定東只用了8個半小時。上圖還可以看出，并非中轉次數越多就越快，一般2次以內就可以取得最快方案。

3.4時間過濾

軟件支持對出行方案進行時間過濾，限制最早和最晚的出發時間、最早和最晚的到達時間。

如果搜索之前未限制，也可以事后對搜出的結果進行時間過濾。

從贛州西到烏魯木齊，12306搜索最少要用44小時45分，用野貓版12306只需要33小時53分鐘。（縮時搜索，上圖方案并非全局最優）。

車型為GDCT時，形成的火車網絡圖有12.7萬節點、1171.7萬支路；車型為GDCZ時，形成的火車網絡圖有12.8萬節點、1199.1萬支路。

網絡越大，搜索用時也越長，因此，建議只輸入需要的車型。

上圖是我真花時間搜的，用了1847秒，已經是GDCZ車型下的全國最快方案。贛州西去烏魯木齊最快要31小時36分鐘，比12306的省了13個多小時。

如果還要考慮T和K字頭的火車，則將車型改為GDCZTK，有可能會有更快方案，但搜索用時會更長，我就不演示了。

3.5指定中轉站

指定中轉站之后，程序搜索最短路徑的難度大為下降，只需要簡單搜索即可，不必圖論搜索，因此搜索速度會更快。

指定1個中轉站如下圖所示，搜索用時為0.033秒。

指定2個中轉站如下圖所示，用時為0.702秒。

指定中轉站的優先級高于中轉次數，也就是如果用戶輸入了2個中轉站、但限制了中轉次數為1，程序會優先滿足那2個中轉站、中轉2次。

指定3個中轉站如下圖所示，用時為6.631秒。

指定4個中轉站如下圖所示，用時為58.792秒。

總結：12306只支持1次中轉，且搜出的最快方案，并非1次中轉方案中最快的。野貓版12306很好的解決了這2個問題，能確保搜出的1次中轉方案是最優的，并支持多次中轉和時間過濾。

04

野貓版12306的獲取與更新

人生三不朽，立德、立功、立言。本人是大學老師，開發此軟件為的是廣積善緣。

大家可以回復“火車”免費獲取本軟件的綠色版，下載之后解壓，解壓之后不用安裝、直接雙擊“野貓版12306.exe”即可運行。

軟件文件夾中有個“列車時刻表.txt”文件，是用“野貓網絡.exe”從攜程官網爬取的列車信息，每季度列車調圖之后需要一鍵更新它。

9月27日至10月4日是本季度的列車調圖時間，許多列車暫時停運了，10月5日我會主動更新1次。

大家只需要回復“火車”，獲取的就是最新的“列車時刻表.txt”和“野貓版12306.exe”。

任何軟件，都需要用戶的不斷使用與反饋才能完善，因此，歡迎大家進讀者群交流，對軟件提出寶貴的修改意見。

讀者群也是互助群，博士們在線答疑，有問必答，回復“幫助”可進群。

有電氣軟件開發需求的，歡迎找我合作，只要項目真正有用，我都愿意開發。

作為贛州人，生死看淡，不服就干，實干興邦！！！

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