城市公交線網(wǎng)布局優(yōu)化方法-研究

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1、第一章緒論2定最優(yōu)的公交線路，一般這種方法適用于簡單的路網(wǎng)。80年代至今，Dubois等人采用啟發(fā)式搜索方法建立了線路網(wǎng)生成模型；Femandez等pJ采用組合數(shù)學(xué)方法，模擬決策者的決策過程建立了大容量公交站點布局和設(shè)計專家系統(tǒng)；Pannaik掣4l將遺傳算法應(yīng)用到公交線網(wǎng)設(shè)計中，該模型以系統(tǒng)中乘客出行費用和運營費用綜合最小為目標(biāo)，通過遺傳算法進行優(yōu)選；Sumv鍆等【5】基于GIs系統(tǒng)，對生成等時線地圖的可行性進行分析，提出了一種公交最佳路徑選擇的分析方法。國內(nèi)關(guān)于公交線網(wǎng)布局優(yōu)化的研究始于80年代，在公交線網(wǎng)優(yōu)化模型方面，王志棟16】提出以乘客總出行時間最小、客流

2、直達率最高、線網(wǎng)覆蓋率最高、線路重復(fù)系數(shù)最低、公交經(jīng)濟效益最高共五個目標(biāo)的多目標(biāo)規(guī)劃方法；胡啟淵I7】也類似地提出了對乘客直達率最大、線網(wǎng)的日均滿載率最大、乘客的總出行時間最小、路線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率最大、路線重復(fù)系數(shù)最低和公交企業(yè)的經(jīng)濟利益最好這六個目標(biāo)進行多目標(biāo)規(guī)劃；林柏梁等網(wǎng)從組合優(yōu)化的角度，提出了公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計的非線性O(shè)一1規(guī)劃模型，以乘客的出行時問最短和實現(xiàn)公交網(wǎng)絡(luò)的資金投入最少為目標(biāo)函數(shù)，在滿足車站容量限制的條件下，獲得公交線路的優(yōu)化決策；單連龍等19l提出了用雙層規(guī)劃模型來描述連續(xù)平衡公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題。在求解公交線網(wǎng)優(yōu)化模型方法方面，韓印等【10J提出城市公

3、交線網(wǎng)調(diào)整優(yōu)化的PSO算法，遺傳算法等進化算法也被廣泛地應(yīng)用到公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，并獲得了很大地成功；王煒111疑出一種相對比較實用的公交網(wǎng)絡(luò)逐條布設(shè)方法，這種方法以直達客流量最大為目標(biāo)，采用“逐條布設(shè)，優(yōu)化成網(wǎng)”的思路進行線網(wǎng)優(yōu)化；孫艷豐等和陳洪仁等使用遺傳算法，從不同的角度，對規(guī)劃模型進行求解。楊超112】等人則用圖論方法，以城市客流oD分布為基本依據(jù)，給出了城市公共交通線網(wǎng)布局優(yōu)化的圖論模型。綜上所述，國內(nèi)外對公交線網(wǎng)布局優(yōu)化有一定的研究，但研究不夠深入系統(tǒng)，所有這些公交線網(wǎng)布局優(yōu)化方法為繼續(xù)探尋公交線網(wǎng)優(yōu)化方面最科學(xué)實用的方法研究提供了寶貴的經(jīng)驗借鑒，其中有

4、很多值得研究的問題，本文將對其作深入系統(tǒng)的研究．1．3本文的研究意義建國以來，我國城市公共交通的發(fā)展經(jīng)歷了一個從繁榮到衰緩的過程。在這幾十年中，城市社會、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，社會經(jīng)濟文化活動空前繁榮，居民出行需求不斷增長。但是，公共交通發(fā)展卻很緩慢，其線網(wǎng)布局幾十年不變，或變化不大或沒有遵循城市結(jié)構(gòu)演變、居民出行趨勢而變化，缺乏合理規(guī)劃，造成部分公交線路過分飽和、部分公交線路客源不足的現(xiàn)象，公交出行時間明顯增加，使公交在城市客運中的主要地位有所動搖11m。公交的發(fā)展已經(jīng)處在城市交通發(fā)展的十字路口。公交發(fā)展的停滯或倒退原因很多，有資金的原因，也有社會發(fā)展的原因，這

5、說明我第一章緒論國城市公交規(guī)劃缺乏科學(xué)性，尤其公交線網(wǎng)規(guī)劃是應(yīng)首先解決的問題。而其核心就是公交線網(wǎng)布局優(yōu)化。近年在世界汽車工業(yè)的大潮中，我國小汽車的數(shù)量急速猛增。尚不完善的公交事業(yè)怎能承受住由于汽車工業(yè)發(fā)展而增加的私人小汽車?yán)顺钡臎_擊，如果公交不科學(xué)合理、快速發(fā)展，我國又會走西方發(fā)達國家的老路，城市交通將出現(xiàn)以私人交通為主體的局面，這是我國國情不能容許的。因此，通過合理、科學(xué)規(guī)劃公共交通線網(wǎng)，將廣大居民的出行吸引到公交上來，重新振興公交事業(yè)，具有無比的緊迫感。當(dāng)然優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的內(nèi)涵非常豐富。這包括公交發(fā)展政策、基礎(chǔ)條件與公交運營機制。我國公交運營機制還沒有進

6、入良性循環(huán)，城市中公交運營主體過多過爛。公共服務(wù)設(shè)施、服務(wù)水平與居民對公交的需求之間有不小的差距。所有一切都影響著城市公共交通系統(tǒng)功能的發(fā)揮、居民生活質(zhì)量的改善和城市經(jīng)濟的正常發(fā)展．但對公交線網(wǎng)布局優(yōu)化是優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的基礎(chǔ)條件。進行公交線網(wǎng)布局優(yōu)化，充分發(fā)揮公共交通的優(yōu)勢，可以改善服務(wù)水平、提高道路利用率和營運效率、緩解公交緊張狀況及方便居民出行，進而緩解城市交通緊張狀況。1．4本文主要研究內(nèi)容、研究方法及技術(shù)路線1．4．1主要研究內(nèi)容·以“四階段法”為基礎(chǔ)，建立公交生成、分布預(yù)測模型；●針對目前我國城市公交線網(wǎng)優(yōu)化問題，從提高結(jié)合乘客服務(wù)水平與公交企業(yè)的利

7、益角度，建立了公共交通線網(wǎng)優(yōu)化模型；·應(yīng)用遺傳算法，給出了求解線網(wǎng)優(yōu)化模型的具體運算過程，介紹了對既有線網(wǎng)調(diào)整的實施方法；●最后應(yīng)用前面介紹的線網(wǎng)布設(shè)方法，針對實例加以驗證評價．1．4．2研究方法論文以理論研究和實證分析相結(jié)合的方式構(gòu)建研究框架，以定性和定量分析相結(jié)合的方式對每一專題展開討論。理論研究以引介觀點為主，問以評述和創(chuàng)新，主要應(yīng)用引力模型法對出行分布進行預(yù)測分析，應(yīng)用最短路徑法進行交通分配，應(yīng)用遺傳算法進行公交線網(wǎng)布局優(yōu)化，并對線網(wǎng)布局優(yōu)化進行評價，實證分析以具體項目研究為主。1．4．3技術(shù)路線本文的技術(shù)路線如下圖1．1所示第一章緒論【確定研究范圍】I