【文章內(nèi)容簡介】 IijAji ijWIijIijAji ijRCRIBR QCqClqVlCQCC P **21**m i n11 ,11 ?? ?? ??? ???? 式中 :CR公交線網(wǎng)系統(tǒng)的總費用 (元 /小時 )； CB運營費用單價 (元 /小時）； CP乘車時間價值（元 /小時）； CW等車時間價值（元 /小時）； QI 路線 I 的最大斷面流量（人）； qij借點 ij 間的公交需求量； C公交車平均載客能力； VR公交車平均運行速度（ km/h)； lI線路 I 的長度（ km）； I ijl 線路 I 站點 i,j 間的距離（ km）； I ij? 經(jīng)過節(jié)點 i,j 的客運需求量在線路 I 上的分配比例； R線路集合；AI線路 I 的節(jié)點集合。 城市公交線網(wǎng)優(yōu)化方法很多 ,但大多數(shù)方法僅限于理論研究 ,很難在實際工程中操作 。 相比較而言 ,王煒教授于 1989 年提出的 “ 逐條布設(shè) 、 優(yōu)化成網(wǎng) ” 則是一種簡便實用的線網(wǎng)優(yōu)化方法 “ 逐條布設(shè) 、 優(yōu)化成網(wǎng) ” 的思路是以直達客流量最大 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 為主要目標(biāo) ,通過分析被選路線的起終點位置及客流分布 ,確定線路的最佳配對及各條線路的最佳走向 ,實現(xiàn)其它目標(biāo) ， 并滿足約束條件 。 公交線網(wǎng)優(yōu)化分析 系統(tǒng)分析方法是研究公交線路優(yōu)化行之有效的方法 。 當(dāng)前 ,我國城市公共交通正面臨著城市化 、 機動化 、 城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展等各種外部因素的挑站 ,而公共交通本身的運營技術(shù)含量又過低 ,從而導(dǎo)致服務(wù)水平低下 ,公共交通仍處于繼續(xù)發(fā)展之中 ,因此 ,對于公交線路優(yōu)化的研究應(yīng)該從發(fā)展的角度出發(fā) 。 鑒于研究對象和篇幅所限 ,本文僅針對現(xiàn) 狀公交線網(wǎng)中 “ 單條公交線路 “ 的優(yōu)化調(diào)整 ,從以下四個方面對公交線路優(yōu)化與資源配置進行界定 : （ 1） 線路布設(shè) :基于對公交出行 OD 和城市用地性質(zhì)變化的掌握 ,優(yōu)化調(diào)整路線走向或布設(shè)新線 ,使其滿足公交線路的布設(shè)準(zhǔn)則 ,更好的為沿線居民提供良好的服務(wù)功能 ?，F(xiàn)狀公交線網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整中線路布設(shè)包括既有線路調(diào)整和新線布設(shè)兩種形式 。 （ 2） 站點布局 :基于對公交出行 OD 分布的調(diào)查和分析 ,依據(jù)公交線路走向 、 道路斷面形式及所在交叉口的交通狀況 ,合理設(shè)計公交?？空镜念愋?、 規(guī)模和站距 ,以提高公交運營速度和安全程度 。 （ 3） 車輛配置 :基于既定路線走 向和公交客流總量 ,合理配置公交車輛數(shù)目 ,以提高車輛的利用率和降低公交企業(yè)的運營成本 。 優(yōu)化公交車輛車型構(gòu)成 ,發(fā)展低地板化 、 環(huán)?；?、 人性化的公交車輛 ,以提高公交服務(wù)質(zhì)量 ,增強公交吸引力 。 （ 4） 運營組織 :基于既定的公交線路和車輛配備 ,確定合理的發(fā)車間隔 ,制定可行的運營計劃 , 逐步建立智能化的運營調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng) !乘客信息服務(wù)系統(tǒng)和電子收費系統(tǒng) 。 在上述四個方面中 ,線路布設(shè)和站點布局是基礎(chǔ) ,一條公交線路只有具有合理的走向和站點間距才能保證系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮 。以線路作為載體 ,合理的運力配置和車型構(gòu)成是實現(xiàn)公交服務(wù)功能發(fā) 揮和公交企業(yè)效益的重要因素之一 。在線路 !站點和車輛配備既定的前提下 ,運營組織水平的高低是決定整條線路運行效率的關(guān)鍵 。 尤為值得注意的是 ,近年來 ,隨著城市化進程進一步加快 ,城市規(guī)模不斷擴大 , 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 部分新開發(fā)區(qū)公交線路較少或凡乎為零的現(xiàn)象頗為突出 ， 公交的發(fā)展已經(jīng)難以滿足居民出行的需要 。 在這種情況下 ， 對現(xiàn)狀公交線路進行優(yōu)化調(diào)整則成了最可行的辦法 ， 其意義就在于通過局部改變現(xiàn)狀線網(wǎng)結(jié)構(gòu)或加強運營組織管理來實現(xiàn)線網(wǎng)整體性能的進一步優(yōu)化 。 公交線路布設(shè)基本原則與方法 公交線路布設(shè)影響因素 現(xiàn)狀公交線網(wǎng)優(yōu) 化調(diào)整是在現(xiàn)有的條件下 ， 針對公交網(wǎng)絡(luò)的缺陷進行優(yōu)化調(diào)整 ,以滿足乘客需求及增進系統(tǒng)整體效益 ,同時為公交線網(wǎng)的近 、 遠期優(yōu)化打下基礎(chǔ) 。 然而 ， 公交線路調(diào)整必然會對原有使用者造成負面影響 ， 因此 ， 公交線路的調(diào)整應(yīng)慎重進行 ,以降低調(diào)整產(chǎn)生的風(fēng)險 。 就調(diào)整機制的分析發(fā)展來看 ， 公交線路調(diào)整的研究應(yīng)該朝有效 、 實用與具備彈性的目標(biāo)邁進 。 本文認為在對既有線路進行調(diào)整或布設(shè)新線的過程中 ， 應(yīng)綜合考慮三個方面的影響因素 ： （ 1） 硬件設(shè)施 ： 一般來說 ， 城市的用地是非常緊張的 ， 在短期調(diào)整的范圍不會有新的公交停車場出現(xiàn) ， 所以在調(diào)整公交線路時 ， 只能以現(xiàn) 有的首末站停車場作為公交線路至少一端的停車場 ， 除此以外的區(qū)域只能作為中間站點 ,但不能成為開行線路的首站 ； 現(xiàn)有的城市道路條件是進行公交現(xiàn)狀調(diào)整的基礎(chǔ) ， 一般來說 ,應(yīng)盡量避免在路寬不到 7 米的支路上布線 。 （ 2） 乘客利益 ： 既有線路的調(diào)整勢必對線路的原有使用者造成影響 ， 因此在線路調(diào)整時應(yīng)當(dāng)盡可能的減小調(diào)整對使用者所帶來的不便 ； 新線布設(shè)應(yīng)在保證直達率的基礎(chǔ)上 ， 盡量選取最短距離線路 ， 方便乘客不換乘或減少換乘 ,以實現(xiàn)車輛的經(jīng)濟運行和乘客的實惠出行 。 （ 3） 企業(yè)效益 ： 公交線路的調(diào)整 ， 涉及到線路走行區(qū)域和走向 ,將會直 接影響營運企業(yè)的營運效益 ， 所以調(diào)整路線對企業(yè)的影響應(yīng)列入調(diào)整限制條件進行綜合考慮 ,在保證線路技術(shù)合理性的條件下 ， 適當(dāng)降低對業(yè)者的負面沖擊 ， 將可減少路線調(diào)整時來自企業(yè)的阻力 。 單條公交線路優(yōu)化算法 一般來說 ， 組成現(xiàn)狀公交線網(wǎng)的路線有經(jīng)驗布設(shè)線路 、 各種最短路線 、 實際 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 或最優(yōu)分配客流擬合路線 、 搜索優(yōu)化路線以及它們的合并 、 組合和延長路線 。 其中 ， 搜索優(yōu)化路線是對所有可能路線進行優(yōu)選獲得的 ， 從理論上說是最好的 ， 且便于計算機實現(xiàn) ； 而最短路線大大簡化了布設(shè)算法 ， 且符合線路布設(shè)的要求 。 路線搜索法 ： 其基本原理是從 起點出發(fā) ， 向其所有鄰接交通區(qū)擴展 ,再以各鄰接交通區(qū)為新的起點 ， 繼續(xù)向所有鄰接交通區(qū)作連續(xù)的擴展 ,直至到達路線的長度限制 。 對到達每一個節(jié)點 ， 考慮約束條件和目標(biāo)函數(shù) ， 從而求得滿足約束條件的所有可能線路中效率最大的一條或凡條線路 。 實際上是一個以起點為根點 ，在交通區(qū)鄰接網(wǎng)絡(luò)中進行樹狀搜索的過程 。 最短路徑法 ： 其基本原理是選定能夠形成公交線路其起起點的兩個端點 ,求得兩個端點之間可能形成的線路集 ， 一般選取兩點之間最短路徑進行布線 ,以降低運營成本 ， 減少乘客的乘車時間 。 最短路徑的性質(zhì)是該路徑中任意兩個結(jié)點之間的距離都是這兩 個節(jié)點間的最短距離 。 公交線路調(diào)整常用方法 常用的公交線路調(diào)整方法有 :線路保留 、 線路取消 、 線路延長 、 線路截短 、線路改道以及線路合并等方法 。 （ 1） 線路保留 完全保留線路一般具備以下一個或凡個特點 ： ① 線路承擔(dān)的客流量較大 ， 且沿線各點客流較為均勻 ； ② 為廣大城市居民所熟悉和接受的傳統(tǒng)線路 ,， 開行時間較長 ； ③ 長度適當(dāng)?shù)穆?lián)系城市外圍片區(qū)或郊區(qū)和城市中心區(qū)的線路 ； ④ 公交密度較小區(qū)域內(nèi)起連通作用的線路等 。 （ 2） 線路取消 對于客流需求較小 、 運營效果較差的線路 ， 且與公交客流主方向不符的線路 ，可考慮取消 。 （ 3） 線路延長 當(dāng)延長線路能夠達到以下一個或 幾 個目的時 ， 可以考慮延長線路 ： ① 消除公交服務(wù)盲區(qū) ,擴大公交的服務(wù)范圍 ； ② 接駁軌道交通 (包括 BTR)或大型交通樞紐 ； ③ 完全替代一些較短線路 ,減少線路重復(fù)等 。 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 （ 4） 線路截短 對于聯(lián)系城市外圍片區(qū)或郊區(qū)和城市中心區(qū)的線路 ,如果線路長度過長 ， 且深入城市中心區(qū)域 ， 一般選擇在靠近城市中心區(qū)域邊緣的公交樞紐處截斷 ， 通過換乘其它線路進入中心區(qū) 。 （ 5） 線路改道 城市中心區(qū)道路上過于密集的公交線路可考慮改道其它平行線路 ； 速度或直達要求高的公交線路 ， 可考慮改道快速路以填補公交盲區(qū)或外圍公交系數(shù)較小區(qū)域 。 （ 6） 線路合并 對 于線路重復(fù)系數(shù)較大的道路上 ， 可以考慮合并一些其它線路可以完全替代的線路 ,以便于運營調(diào)度 ,降低運營成本 !提高運營效率 。 公交站選址 公交站點的位置 、 間距 、 管理和設(shè)計對公交線路功能的發(fā)揮有著重大的影響 ，尤其是公交站點間距 ， 是影響乘客乘車便利程度 、 車輛運營速度和公交運營調(diào)度計劃的重要因素 。 公交站點 (主要指中途?？空?)盡管只占城市道路很短的一段 ， 但卻是道路和交叉口通行能力的重要影響因素 。 公交站點的選址應(yīng)在保證公交乘客候車安全的基礎(chǔ)上 ,盡量減少對路段和交叉口的影響 。 在公交線路的起訖點及線路走向確定后 ,應(yīng)按 照以下原則選擇公交站點位置 ： （ 1） 應(yīng)設(shè)置在公共交通線路沿途所經(jīng)過的各主要客流集散點上 ； （ 2） 應(yīng)沿街布置 ,選擇在能按要求完成車輛的停和行兩項任務(wù)的地方 ； （ 3） 一般設(shè)在過交叉口 50m 以外處 ,在大城市車輛較多的主干道上 ,宜設(shè)在100m 以外處 。 公交車輛配置基本內(nèi)容與方法 公交線路車輛配置算法 公交線路車輛的配置應(yīng)極大程度的滿足乘客的出行需求 ， 車輛配置合理與否直接影響到公交系統(tǒng)的整體效益 。 若線路運力不足 ， 則線路的運輸能力不能滿足 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 乘客正常的出行需求 ， 即使能夠滿足出行需要 ， 那么滿載 率也會較高 ， 公交服務(wù)水平保持在較低的水平上 ； 若運力過剩 ， 則會導(dǎo)致公交車輛閑置 ， 公交運營成本增加 ， 從而影響公交企業(yè)的經(jīng)濟效益 。 確定合理的發(fā)車間隔是公交線路車輛配置工作的關(guān)鍵 。 東學(xué)陳茜在對乘客利益和企業(yè)效益分析的基礎(chǔ)上 ， 建立了以企業(yè)效益滿意度最高 、 乘客等待抱怨度最低和乘客擁擠抱怨度最低為目標(biāo)的公交車輛發(fā)車頻率的多目標(biāo)優(yōu)化模型 ， 兼顧了乘客利益和企業(yè)效益 。 在得到優(yōu)化的發(fā)車間隔后 ， 利用 下式 可計算線路的線路配車數(shù)量 。 II II fv lN ??? 602 式中： IN 公交線路 I 的配車數(shù)量（輛）； Il 公交線路 I 的長度（ km）； I f 公交線路 I 的發(fā)車頻率； Iv 公交線路 I 的車輛技術(shù)車速（ km/h）。 公交線路車型結(jié)構(gòu)優(yōu)化 合理地進行公交線路的車型配置 ， 不僅使居民出行盡可能的舒適便捷 、 提高公交運輸?shù)男?， 還可以使公交線路的效益得到較好發(fā)揮 ， 并對提高整個公交網(wǎng)絡(luò)的運輸效益有十分重要的意義 。 總體上來說 ,公交車輛選型應(yīng)遵循以下原則 ： （ 1） 公交車型應(yīng)與城市的社會經(jīng)濟發(fā)展水平相適應(yīng) ； （ 2） 公交車型應(yīng)與公交線路的服務(wù)功能相適應(yīng) 。 不同等級的公交線路應(yīng)根據(jù)客流需求配置不同車型的公交車輛 ； （ 3） 公交車型應(yīng)與 “ 環(huán)保交通 ” 、“ 綠色公交 ” 的發(fā)展理念相一致 ， 公交動力趨向環(huán)?；?； （ 4） 公交車選型應(yīng)滿足人性化 、 藝術(shù)化的要 求 。 不僅要保證乘客安全 、 便捷的上下車 、 乘坐舒適 ， 同時還應(yīng)滿足特殊人群的需要 。 公交線路優(yōu)化評價 從目前來看 ， 公交線路優(yōu)化已成為公交企業(yè)需要解決的基本問題 ， 但也存在種種困難 ， 關(guān)鍵在于缺少一套科學(xué) 、 合理的公交線路優(yōu)化與資源配置評價體系 。 河南理工大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 在公交線路與資源配置的優(yōu)化調(diào)整階段 ， 評價主要有兩類 ： 診斷性評價和比較性評價 。 （ 1） 診斷性評價是依據(jù)線路布設(shè)原則逐條對公交線路進行定性分析與定量分析 ， 目的是發(fā)現(xiàn)所存在的問題 。 這是改進現(xiàn)有方案或擬定新的備選方案的一種手段 ； （ 2） 比較性評價是在建立一套評價指標(biāo) 體系及評價模型 (或評價方法 )的基礎(chǔ)上 ， 對已經(jīng)擬定的各備選方案分別計算各評價指標(biāo)值 ， 并進行綜合評價 ,以達到方案優(yōu)選的目的 。 本文針對現(xiàn)狀公交系統(tǒng)存在線路結(jié)構(gòu)不合理和發(fā)車間隔不夠科學(xué)的現(xiàn)狀 ， 運用交通工程理論和系統(tǒng)優(yōu)化理論 ,建立一套科學(xué)的 、 易操作的 、 適用于現(xiàn)狀評的公交線路優(yōu)化與資源配置指標(biāo)體系 ,并尋求適用于現(xiàn)狀診斷與比較評價相結(jié)合的評價方法 ， 為公交企業(yè)進行線路優(yōu)化調(diào)整和資源合理配置提供決策依據(jù) 。 公交線路優(yōu)化評價背景 公共交通是城市發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是城市賴以生存的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一、作為城市動態(tài)系統(tǒng)的重 要組成部分，公共交通是城市發(fā)展過程中不可缺少的物質(zhì)條件和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在城市的經(jīng)濟建設(shè)和社會生活中具有至關(guān)重要的作用。早在1985 年，“中國技術(shù)政策”藍皮書就明確提出“大力發(fā)展城市公共交通 ” ，的交通發(fā)展策略。隨著公共交通各項方針政策的貫徹實施和改革措施的逐步落實，城市公共交通才得以在困境中維系發(fā)展。進入 90 年代，經(jīng)濟體制改革的深入，人民生活水平不斷提高，居民對公共交通服務(wù)水平的要求也不斷的提高。