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1、河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）1河南理工大学河南理工大学 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 基于公交乘客流构成的基于公交乘客流构成的 9 路公交调度研究路公交调度研究学号：学号： 310902030206 姓名：姓名： 专业：专业： 交通工程交通工程 指导老师：指导老师： 河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）2基于公交乘客流构成的基于公交乘客流构成的 9 路公交调度研究路公交调度研究 摘要 随社会经济迅猛发展，城市交通拥堵问题日趋严重，公共交通地位日益突显。如何更加科学合理地制定公交调度方案，提高公交服务水平，达到缓解交通拥堵的目的，已成为当今城市发展中的一个重要
2、课题。 本文通过对公交乘客流的构成进行分析来研究公交调度优化问题。主要是将公交乘客流构成进行分析，然后分对乘客流所造成公交线路拥挤问题。在相关理论的基础上，运用客流时间特性、空间特性等理论对 9 路公交运营方案进行具体分析。主要对基于公交乘客流构成的公交调度优化方法进行了研究。分析了公交调度的模式和调度模式的选取方法，按照乘客流的构成对公交调度优化方案进行了研究，研究的思路是根据乘客比例来选取适当的调度模式。关键词：关键词：公交调度研究；运营方案分析；公交乘客流；公交调度模式AbstractWith the rapid development ofthe society and economy
3、,urban traffic congestion problems have been increasingly serious，public transport becomes ever more crucialAn important issue in current city development is how to alleviate traffic congestion、枋 th scientific and rational bus scheduling scheme and higher bus service levelthis paper analyzes bus sch
4、eduling model and its determining methodChoose reasonable scheduling model and establish bus scheduling optimization model respectively on transfer and no-transfer passengersThis Paper establishes cross-line intermodal scheduling mode for the situation of more transfer passengers and uses longest pa
5、th algorithm under particular circumstances to solve the modelFor the other situation of more no-transfer passengers，this paper develops departure intervals optimization modal based on mix scheduling model of zone scheduling and regular scheduling，uses genetic algorithm 河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）3to s
6、olve the model nextIn addition,examples are designed to the feasibility after every solved modelKey words：bus dispatching；public transit passenger flow；CROSSline intermodal；longest path algorithm；genetic algorithm.河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）4目录 1 绪论4 1.1 研究背景及意义4 1.2 国内外研究现状5 1.2.1 国外研究现状.5 1.2.2 国内研究现
7、状6 1.3 本文研究内容 7 2 公交线路优化的分析.9 2.1 公交线网优化基本方法.9 2.1.1 公交线网优化原则9 2.1.2 公交线网优化模式与方法10 2.2 公交线网优化分析.12 2.2.2 公交线路布设基本原则与方法13 2.2.3 公交站选址 .15 2.2.4 公交车辆配置基本内容与方法15 2.3 公交线路优化评价.16 2.3.1 公交线路优化评价背景17 2.3.2 公交线路与资源相关因素18 3 公交的运营特征 21 3.1 公共交通客流特征21 3.2 客流小时分布特征22 3.3 客流空间分布特性24 3.3.1 客流线路分布特性.24 3.3.2 客流断面
8、分布特性.24 3.4 公共交通换乘特性25 3.4.1 内外交通换乘.25 3.4.2 市内交通换乘.25 3.5 小结 .26 4 9 路公交乘客信息处理26 4.1 9 路公交线路状况26 4.3 乘客选择 9 路公交的原因.33 4.4 9 路公交存在的问题调查36 4.5 公交车客流信息处理内容39 4.5.1 单条公交线路上各站点上下车乘客数39 4.5.2 单条公交线上任意相邻两站点的客流量40 4.5.3 客流峰值曲线41 4.5.4 线路断面客流量43 4.5.5 客流的不均衡性44 5 公交调度优化研究 45 5.1 公交车辆调度形式分析.46 5.1.1 公交车辆调度形式
9、综述46 5.1.2 公交车辆调度形式计算方法47 5.2 参数代入 48 5.3 小结 50河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）5结 论 51河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）61 绪论绪论1.1 研究背景及意义研究背景及意义随着城市经济的发展，城市进程的加快及小汽车逐步进入家庭，城市交通的拥挤现状日益加重，已经影响到城市的可持续发展。理论研究与国内外城市交通建设实践表明，解决城市交通问题的根本出路在于：通过优先发展公共交通，优化城市交通结构，实现道路资源的高效利用。在我国，提出“优先大力发展公共交通”的政策已经二十年了，在过去的二十年中，我国公共交通的硬件设施发展
10、较快，公交车的规模日益壮大，但是年客运量的增长速度有限。究其原因，居民时间观念的增强和生活水平的提高促使人们对公共交通设施提出了新的要求，他们不仅要到达目的地，而且要求更方便更快捷更舒适地到达目的地。而相对应的，城市公共交通的服务水平却基本处在停滞不前的状态，降低了公共交通的吸引力。对于公共交通停滞不前，根据有关调查显示对多个城市公交乘客和居民问询调查，目前居民对于公交服务水平的不满意的地方主要在三个方面：（1）乘公交车不方便， （2）乘公交车准时性不能得到保证， （3）公交车服务质量低。可以看出公交服务的准时性和便利性是影响公交吸引力的关键。此外，犹豫公交企业的运营效率低下，企业亏损严重，也
11、在一定程度上影响了公共交通的服务水平。因此，要大力发展公共交通，必须进行公交系统的优化，大力提高公共交通的吸引力。城市常规公交系统的优化包括公交线路的优化、公交站点设置的优化公交运营管理调度的优化及先进的公交乘客信息系统的建立等几个方面。近年来，我国各个城市公共交通行业主管部门和公共交通企业对公交系统的优化都非常重视，把优化公交线路，站点，运力配置等作为提高公交吸引力，提高公交企业运营效益有效措施来实施但在实施过程中还存在一些问题：线路设置有客流分布不协调、站点设置与道路交通条件不协调等。针对这些问题，我国对于建立一个能方便的让城市公共交通行业管理部门和企业计划管理科技人员掌握的河南理工大学
12、2013 届本科生毕业论文（设计）7公交线路优化和资源合理配置的决策支持系统已经刻不容缓。本课题主要研究城市常规公交线路优化方法，是决策支持系统中的重要内容之一。目前我国线路设置主要采用经验定线法，随着城市的扩大和道路的新建、改建而增加和调整优化，其主要依据是市民的意见和公交公司的经验，难以做到系统化，不利于公交系统的发展。本课题以提高公交服务水平为目标，在公交需求分析的基础上提供线路走向和客流分布一致的公交线路优化方法。1.2 国内外研究现状国内外研究现状1.2.1 国外研究现状国外研究现状国外对于城市常规公交线路优化研究较早发展进程一般可以分为三个阶段：第一阶段：站后至 60 年代初，这阶
13、段主要采用经验定线法。这种方法有两种形式：一、自然演变法，随着城市的扩大公交线路逐渐增加，增加的主要依据是市民的反映和公交公司的观察和经验。二、权威定线法：主要依据是某些权威机构和个人经验及知识确定线路网方案。第二阶段 60 年代至 80 年代初，这阶段随着系统工程学科发展，线路确定的主要方法为系统分析法。Lampkin 等首先对公交线网进行了规划，将乘客的舒适度同出行时间一起作为公交线网服务指标之一，建立了一个网络设计模型并研究对未来公交网络规划的 TRANSEPT 软件包 Hirsch 等在固定费用公交网路优化问题上做了尝试，把公交线网优化模型设计成一个固定需求模型。求解这类模型的分支定界
14、法、假定公交网络上各公交车间隔相等的启发式算法、分解算法也相继提了出来。Mandl 采用近似算法，求较优可行解，并于经验方法结合，在线网初次形成后进行调解。第三阶段 90 年代至今。这阶段是研究的高潮，大概有十几种方法出现，一般的思路是：利用有关理论和网络站点优化方法，将居民出行 OD 合理的分配到公交网络中形成优化流分布，在一定的约束条件下，采用各种优化方法产生最佳线路网络，Janarthanan 等设计了公交线网设计专家系统，专家系统对设计方案进行模拟分析，并提供交互式图形支持，借助该专家系统可有效提高公交河南理工大学 2013 届本科生毕业论文（设计）8网络设计效率。Femandez 等
15、建立大容量公交站点布局和设计专家系统，该专家系统采用组合数学方法，模拟决策者的决策过程。Kikuchi 等提出了应用模糊逻辑设计公交网络。Pattanik 等提出了应用遗传算法设计公交线网，该模型以公交出行费用和运营费用最小为目标，首先生成线路备选集，然后通过遗传算法进行选择。1.2.2 国内研究现状国内研究现状国内关于城市常规线路网优化的研究始于 80 年代。吴稼豪、李硕、夏伟民等比较全面的叙述了有关城市公共交通网络优化问题的模型与方法。杨兆升提出了在网络总长不超过一定值的情况下，将公交 OD 分配到出行路径上，获得客运工作量最小的方案。张启人等针对长沙市公交线路网优化进行了研究，他们提出来
16、以直达乘客量最大为优化目标，以线路长度，线路重复系数等为约束条件的公交线网优化模型。近几年来，有不少新方法在公交线网优化上应用。王炜教授提出了以直达客流量最大为目标的公交网络逐条布设方法。林柏梁等基于组合优化的角度，提出来公交网络优化设计的非线性 0-1 规划模型。以乘客的出行时间和实现公交网络的资金投入为目标函数，在满足车站容量限制的条件下，最小化目标函数，以获得公交线路的优化决策。王志栋提出了以乘客出行时间最小，客流直达率最高，先王覆盖率最高，线路重复系数最低，公交经济效益最高为目标，以路网、线路长度、线路非直线系数、线路最大客流限制、道路流量限制、站点客流量限制和换乘次数为约束条件的公交网络优化模型。唐利民等通过对上海市公交问题的分析，提出的 FLAPT 模型，并以客流直达率为优化目标，进行网络布局优化。单连龙等提出了用双层规划模型来描述连续平衡公交网络设计问题，并设计了基于灵敏度分析的求解算法。孙艳丰和陈洪仁等都从不同角度，使用遗传算法对规
