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《多目標(biāo)公交線網(wǎng)優(yōu)化模型與算法分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、1．1研究背景第一章緒論．帚一旱三百了匕城市是一定區(qū)域的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心。1993年，《雅典憲章》明確了城市的四大功能：居住、工作、游憩和交通。其中交通成為其它三項(xiàng)功能之間聯(lián)系的紐帶，體現(xiàn)著城市的動(dòng)態(tài)功能關(guān)系?。城市的交通功能依靠交通運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，客運(yùn)交通系統(tǒng)是交通運(yùn)輸系統(tǒng)的最主要組成部分。根據(jù)人們自發(fā)的意愿，城市客運(yùn)交通大致可分為步行交通、單獨(dú)使用私人交通工具的自行車交通、摩托車交通、小汽車交通以及使用公共交通系統(tǒng)的公共交通等幾種。公共交通系統(tǒng)作為城市客運(yùn)交通主要載體，與城市的形成、發(fā)展和興衰緊密相
2、連。同時(shí)城市公共交通體系又是國(guó)家綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，是銜接城市對(duì)外交通和城市內(nèi)部交通的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。城市公共交通是城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的“動(dòng)脈"，是聯(lián)接城市工業(yè)區(qū)、居住區(qū)、公用區(qū)、文教區(qū)、商業(yè)區(qū)、服務(wù)區(qū)、公園以及市郊的紐帶，在發(fā)揮城市功能、組織經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方面起著十分突出的作用。隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的大幅度提高，城市化進(jìn)程不斷的加快，城市規(guī)模成倍的增長(zhǎng)，城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化活動(dòng)空前繁榮，居民出行需求增長(zhǎng)，導(dǎo)致城市交通擁擠、阻塞、事故和環(huán)境污染等問(wèn)題目益嚴(yán)重，已經(jīng)影響到城市的可持續(xù)發(fā)展。究其原因
3、，除城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不能滿足快速增長(zhǎng)的交通需求外，城市交通結(jié)構(gòu)不合理，公共交通服務(wù)水平低，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，自行車擁有數(shù)量持高不下，以及私人小汽車猛增都促使了城市交通問(wèn)題的日益嚴(yán)重。理論研究與國(guó)內(nèi)外城市交通建設(shè)實(shí)踐表明，解決城市交通擁擠問(wèn)題的根本出路在于：通過(guò)優(yōu)先發(fā)展公共交通以及優(yōu)化城市交通結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)道路資源的高效利用。但是優(yōu)先發(fā)展公交并不是強(qiáng)制發(fā)展公交，剝奪出行者選擇出行工具的權(quán)利，所以只能通過(guò)優(yōu)先發(fā)展公交、提高公共交通的競(jìng)爭(zhēng)力和服務(wù)水平來(lái)吸引出行者。而公交服務(wù)水平又與公交線路規(guī)模的選擇密切相關(guān)。經(jīng)調(diào)查
4、，目前許多城市的公交線網(wǎng)覆蓋面不廣，市區(qū)公交普遍存在線路長(zhǎng)度不合理、間隔過(guò)大、候車過(guò)久等一系列問(wèn)題。公交線路是城市公共交通依托城市道路布設(shè)的車輛行駛線路和車輛?？空军c(diǎn)組成的城市客運(yùn)交通線路船1。而所有這些線路就組成了城市的公交線網(wǎng)。公交線網(wǎng)是公交運(yùn)行的基礎(chǔ)，優(yōu)化線網(wǎng)是提高公交系統(tǒng)服務(wù)水平和公交客流吸引率的根本所在，也是最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段。從目前國(guó)內(nèi)城市的實(shí)際情況來(lái)看，公交線網(wǎng)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1．由于線路過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致配車數(shù)要求高以及發(fā)車間隔大和候車時(shí)間長(zhǎng)，且滿載率過(guò)高，準(zhǔn)點(diǎn)率和可靠性降低，舒適度極
5、其差；2．由于線路過(guò)短，從而形成公交車班車化現(xiàn)象，導(dǎo)致規(guī)模效益差，效益一費(fèi)用比低，折返頻率高以及占用道路與站點(diǎn)資源；3．城市居民換乘次數(shù)多，導(dǎo)致公交線路在直達(dá)性方面尚不能滿足乘客的需求；4．車輛繞路現(xiàn)象嚴(yán)重，所以公交線路在快捷性方面不能滿足乘客的出行需求；5．線路之間客流擁擠程度差距較大，公交線路在客流分配方面不科學(xué)。因此，一個(gè)科學(xué)合理的公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)于提高公交系統(tǒng)的整體效率，減少換乘次數(shù)、縮短居民出行時(shí)間以及均衡公交客流會(huì)產(chǎn)生積極影響；一個(gè)科學(xué)合理的公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也是一個(gè)城市改善其公交服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)城市
6、可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一．1．2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究概況1．2．1國(guó)外相關(guān)研究概況公共交通線網(wǎng)的優(yōu)化過(guò)程有多種線網(wǎng)優(yōu)化方法。Chua將這些優(yōu)化方法歸納為規(guī)劃手冊(cè)法、系統(tǒng)分析法、市場(chǎng)分析計(jì)劃法、數(shù)學(xué)尋優(yōu)法和交互式圖形系統(tǒng)分析法等五類口1。國(guó)外對(duì)公交線網(wǎng)的研究起步比較早，目前在公交線網(wǎng)的布局及優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域有較多的研究。早在50年代，一些發(fā)達(dá)國(guó)家為了滿足大規(guī)模城市道路交通規(guī)劃及其建設(shè)的需要，就開(kāi)始研究城市交通規(guī)劃，50年代的一些著名交通規(guī)劃如倫敦、芝加哥、波士頓等不約而同的相繼問(wèn)世。至七十年代初，己經(jīng)形成了具有代表性的
7、“四階段"城市交通規(guī)劃方法H3。在1954年，Mitchell等人就提出，城市交通需要的是對(duì)其增長(zhǎng)和發(fā)展的引導(dǎo)，而不是滿足由市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)的對(duì)進(jìn)一步機(jī)動(dòng)性的渴求∞1。在60年代初，由于科技發(fā)展水平和投資條件的限制，公交線網(wǎng)的布局優(yōu)化采用專家定線的方式，即在線網(wǎng)布設(shè)過(guò)程中，采用某權(quán)威機(jī)構(gòu)或?qū)＜乙庖?jiàn)確定線網(wǎng)布局，這種方法只定義了布設(shè)公交線網(wǎng)應(yīng)當(dāng)遵循的原則，多數(shù)為線網(wǎng)功能特性的敘述，很少使用量化的分析№3。從60年代至80年代初，隨著工程學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)科的迅速發(fā)展，線路網(wǎng)的確定多是運(yùn)用系統(tǒng)工程和運(yùn)籌學(xué)的相關(guān)原理、方
8、法，在既定的目標(biāo)函數(shù)下進(jìn)行線網(wǎng)的優(yōu)化布設(shè)H1。具代表性的有Lampkin等以乘客的舒適程度和出行時(shí)間一起作為公交線網(wǎng)的服務(wù)指標(biāo)，建立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型¨1。Hirsch等所做的公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題研究，把公交線網(wǎng)優(yōu)化模型設(shè)計(jì)成一個(gè)固定需求模型舊1。與此同時(shí)，數(shù)學(xué)尋優(yōu)法開(kāi)始運(yùn)用于線網(wǎng)優(yōu)化中，此法是將公交線網(wǎng)的結(jié)構(gòu)抽象為簡(jiǎn)單幾何形狀，在對(duì)出行供需關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，建立數(shù)學(xué)模型來(lái)確定最優(yōu)的公交線路，一般這種方法適用于簡(jiǎn)單的路網(wǎng)
