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(jiǎn)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(guò)程建立了大容量公交站點(diǎn)布局和設(shè)計(jì)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(jì)中，該模型以系統(tǒng)中乘客出行費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用綜合最小為目標(biāo)，通過(guò)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)選；Sumv鍆等【5】基于GIs系統(tǒng)，對(duì)生成等時(shí)線地圖的可行性進(jìn)行分析，提出了一種公交最佳路徑選擇的分析方法。國(guó)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(shí)間最小、客流

2、直達(dá)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(jì)效益最高共五個(gè)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(duì)乘客直達(dá)率最大、線網(wǎng)的日均滿載率最大、乘客的總出行時(shí)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(jì)利益最好這六個(gè)目標(biāo)進(jìn)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(jì)的非線性O(shè)一1規(guī)劃模型，以乘客的出行時(shí)問(wèn)最短和實(shí)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(lái)描述連續(xù)平衡公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)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(jìn)化算法也被廣泛地應(yīng)用到公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，并獲得了很大地成功；王煒111疑出一種相對(duì)比較實(shí)用的公交網(wǎng)絡(luò)逐條布設(shè)方法，這種方法以直達(dá)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(jìn)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(duì)規(guī)劃模型進(jìn)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(guó)內(nèi)外對(duì)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(shí)用的方法研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)借鑒，其中有

4、很多值得研究的問(wèn)題，本文將對(duì)其作深入系統(tǒng)的研究．1．3本文的研究意義建國(guó)以來(lái)，我國(guó)城市公共交通的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)從繁榮到衰緩的過(guò)程。在這幾十年中，城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化活動(dòng)空前繁榮，居民出行需求不斷增長(zhǎng)。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(méi)有遵循城市結(jié)構(gòu)演變、居民出行趨勢(shì)而變化，缺乏合理規(guī)劃，造成部分公交線路過(guò)分飽和、部分公交線路客源不足的現(xiàn)象，公交出行時(shí)間明顯增加，使公交在城市客運(yùn)中的主要地位有所動(dòng)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(huì)發(fā)展的原因，這

5、說(shuō)明我第一章緒論國(guó)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(wèn)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(guó)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(guó)又會(huì)走西方發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)國(guó)情不能容許的。因此，通過(guò)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(lái)，重新振興公交事業(yè)，具有無(wú)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(yùn)營(yíng)機(jī)制。我國(guó)公交運(yùn)營(yíng)機(jī)制還沒(méi)有進(jìn)

6、入良性循環(huán)，城市中公交運(yùn)營(yíng)主體過(guò)多過(guò)爛。公共服務(wù)設(shè)施、服務(wù)水平與居民對(duì)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(jì)的正常發(fā)展．但對(duì)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(jìn)行公交線網(wǎng)布局優(yōu)化，充分發(fā)揮公共交通的優(yōu)勢(shì)，可以改善服務(wù)水平、提高道路利用率和營(yíng)運(yùn)效率、緩解公交緊張狀況及方便居民出行，進(jìn)而緩解城市交通緊張狀況。1．4本文主要研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線1．4．1主要研究?jī)?nèi)容·以“四階段法”為基礎(chǔ)，建立公交生成、分布預(yù)測(cè)模型；●針對(duì)目前我國(guó)城市公交線網(wǎng)優(yōu)化問(wèn)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(yùn)算過(guò)程，介紹了對(duì)既有線網(wǎng)調(diào)整的實(shí)施方法；●最后應(yīng)用前面介紹的線網(wǎng)布設(shè)方法，針對(duì)實(shí)例加以驗(yàn)證評(píng)價(jià)．1．4．2研究方法論文以理論研究和實(shí)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(duì)每一專題展開討論。理論研究以引介觀點(diǎn)為主，問(wèn)以評(píng)述和創(chuàng)新，主要應(yīng)用引力模型法對(duì)出行分布進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，應(yīng)用最短路徑法進(jìn)行交通分配，應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行公交線網(wǎng)布局優(yōu)化，并對(duì)線網(wǎng)布局優(yōu)化進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)證分析以具體項(xiàng)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