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1、基于公交乘客流构成的9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,建立公交调度优化模型。在相关文献理论的基础上,运用客流时间特性、空间特性换乘特性等理论对9路公交运营方案进行具体分析 摘要多写点,即对自己文章的简介,可以把自己做了哪些分析得到哪些结论写在这里。关键词：公交调度研究；运营方案分析；公交乘客流 / 1
2、 绪论1.1 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
3、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
4、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
5、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 国外研究现状1.2.1 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：战后至60年代初,这阶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
6、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
7、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网络设计效率。Femandez等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国研究现状国关于城市常规线路网优化的研究始于80年代。吴稼豪、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
8、。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。启人等针对市公交线路网优化进行了研究,他们提出来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
9、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。艳丰和洪仁等都从不同角度,使用遗传算法对规划模型进行求解。目前在我国公交线路优化方法中,基本都是以研究公交线网为主,建立了不少数学优化模型,而这些研究基本都属于理论研究。建立的数学优化模型很难或者无法求解。这些优化方法不符合我国公交规划的实际情况。数据
10、也难以采集,缺乏可操作性。在1989年王炜教授提出了简单实用的逐条布设,优化成网的公交线网优化方法。这条公交线网的优化基础是但条公交线路的优化,具有较好的实践指导作用,但在线路优化设计的过程中未考虑公交线路的功能层次。1.3本文研究容公共交通线路优化是城市交通规划设计的重要容之一,也是缓解城市公共交通问题的有效措施之一。常规公共交通线路的有效优化,不但可以对私人个体交通的过快发展进行抑制,也可以对城市自然环境进行保护,还可以有效利用城市道路资源,促进城市社会经济的可持续发展。本文主要研究容：1) 查阅大量国外城市公共交通运营特征分析的相关文献,主要有公共交通客流特性、客流小时分布特性、客流空间
11、分布特性与公共交通换乘特性等理论,也参阅了许多基 于轨道交通接驳的公交线路优化方面的文献,为研究市9路路公交运营现状调查研究进行了理论基础；2在公共交通客流分布特征的基础上对9路公交运营现状进行了实地数据调查, 主要包括线路、站点、客流基本情况的调查。发现9路公交运营存在问题,主要是客流问题。在公共交通客流分布特征的基础上进行调查,主要有客流的时间分布、空间分布、客流的换乘特征等,并对调查数据进行汇总整理,为线路优化研究提供了理论基础；3在理论和调查数据的基础之上,对9路公交运营特征进行深入分析,主要从客流的时间特性、空间分布特性、换乘特性等方面进行分析,发现路运营中存在的问题,然后根据数据调
12、查分析与公交线路优化方法,用逐段分析,优化成线 的方法提出了线路优化建议。 2 公交线路优化的分析。目前,常规公共交通系统是我国城市公共交通的主体,是城市客运交通中社会成本最低!综合效益最好的交通工具,为城市的中低收入居民提供了低价格的出行机会,可以说,常规公共交通系统的发展状况在很大程度上反映了一个城市的公共客运交通系统的整体水平,而公交线路优化状况是衡量常规公交发展水平的重要依据。本文初步给出公交线路优化的整体概念,并对影响线路优化的因素进行分析。2.1公交线网优化基本方法 城市常规公共交通系统指的是在城市道路上运行的公共电车、汽车组成的交通系统,不包括轨道交通!出租车等非常规公共交通方式
13、。常规公交线网是城市客流的主要承担者,合理的城市常规公交线网布局与资源配置能够发挥运力优势!提高运营效率!缓解城市交通紧的局面。因此,公交线网优化与资源合理配置的主旨在于:(1) 为城市居民提供安全、舒适、经济、方便和高效的服务。(2) 提高公交运营效率、促进公共交通的发展和兼顾企业效益。建设良好的城市交通环境!推动土地开发和城市发展。2.1.1公交线网优化原则 城市公共交通线网的布设对城市居民的生活有很大影响,所以,公交线网的布设与调整必须以居民采用公交方式出行OD量为依据,以方便城市居民出行并兼顾公共交通经营企业的经济利益为指导思想。为此,城市公共交通线网的优化必须遵循以下原则:1适应城市
14、发展。市公交线网布局与结构,必须与城市总体规划相匹配,尽量适应城市社会经济的发展。城市规模的不断扩大、城市人口的持续增长、人们生活水平的逐年提高,都要求城市公交线网的布局应达到一个新的水平,以便促使城市公共交通的服务围不断扩大,服务质量不断提高,否则,常规公共交通系统将失去固有的吸引力,城市必然会陷入交通需求不断增长与交通堵塞日益加剧的恶性循环中去。2满足乘客要求。城市公交线网的布设应使得各主要客流集散点之间尽可能有直接的线路相连接,方便乘客乘车,保证人流密集地区较大的覆盖性;线路的走向应与客流的主流向一致,特别是要使上下班乘坐公共交通的乘客乘车得到可靠的保证,以方便并吸引大多数城市居民使用公
15、交方式出行;公交线路的布设应尽量选取最短距离线路,以保证公交的服务质量;公交线网结构应合理设置,方便乘客不换乘或减少换乘,以实现车辆的经济运行和乘客的实惠出行。兼顾企业利益。公交线路平均客流不应低于最低开线标准,要保证较高的公交运输效率,同时应保证公交企业的经济效益;公交线路的布设应充分考虑客流量的稳定及线路间客流量的均衡,客源充足才能保证线路的正常运行和公交企业的运营效益。2.1.2公交线网优化模式与方法2.1.2.1公交线网优化模式 城市公交线网的布局与结构合理与否是有效吸引城市居民出行采用公交方式至关重要的因素之一,也是影响公共交通发展战略实施的关键。因而,公交线网优化是城市公交规划中的
16、核心容。一般来说,城市常规公交线网优化包括现状公交线网优化和规划公交线网优化两类阵。现状公交线网优化的研究年限为3年以,主要是针对现有公交系统的缺陷,提出相应的调整措施,主要是对公交线路进行调整优化。现状优化调整是在现有的基础设施和运营条件下进行的,比较注重规划的操作性与可实施性。由于受各种因素如资金、政策、场站等方面的限制,同时考虑到长期以来居民的出行习惯,对现有线路一般不会做大的变动,只调整少量既有线路或增设部分新线路。该容为线路优化与资源配置研究的核心容之一。规划公交线网优化的研究年限为3一15年,分为近期和中远期两个阶段,是城市公共交通规划的重要容之一。近期规划注重从系统性和整体性的角度出发优化调整现状公交线网,对现状系统改动不是很大,在适当的资金围,可以较快的付诸实施;中远期规划重点考虑线网结构、场站枢纽规
