【導(dǎo)讀】指導(dǎo)教師：×××審核簽字：××公共交通線網(wǎng)規(guī)劃是大城市客運(yùn)交通規(guī)劃的主要部分,具有非常重要的意義。軌道交通為骨架：常規(guī)公交為主體，其它公交方式為輔助的多層次公共交通客運(yùn)體系。對(duì)于中運(yùn)量軌道交通，以輕軌為例，提出了一種改進(jìn)的掃描方法。找到一條最優(yōu)軌道交通線路或線路集，以供決策者參考。為了擴(kuò)大軌道交通的客流吸引范圍，進(jìn)行了接運(yùn)公交線路規(guī)劃方法的研究。置方法進(jìn)行了定性的分析，在逐條布線法的基礎(chǔ)上提出了啟發(fā)式公交線網(wǎng)逐步優(yōu)化方法，不斷反饋，最后形成合理的公交線網(wǎng)。同時(shí)，還對(duì)常規(guī)公交線路起訖站點(diǎn)的確定方法進(jìn)。行了一定的改進(jìn)。大城市公共交通線網(wǎng)規(guī)劃的必要性及國(guó)外發(fā)展概況··········································1

　　

【正文】 3 系評(píng)價(jià)數(shù)據(jù) 山東交通學(xué)院本科論文 致謝 20 統(tǒng)關(guān)鍵算法的實(shí)現(xiàn) 最少換乘的公交最優(yōu)路徑算法 算法的基本思想如圖所示 ,在查詢從站點(diǎn) 1 到站點(diǎn) 2 的最優(yōu)路徑的過(guò)程中 ,首先看二者之間是否可以直達(dá) ,如果是 ,則直接進(jìn)入最后一步 ,按照路線距離進(jìn)行排序 ,給出其中最短的幾條線路供用戶選擇 。如果不是 ,則查詢站點(diǎn) 1 所能直達(dá)的所有站點(diǎn)和能直達(dá)站點(diǎn) 2 的所有站點(diǎn) ,對(duì)這兩個(gè)集合求取交集 ,如果存在交集 ,則結(jié)束迭代 ,進(jìn)入最后一步按路線總距離進(jìn)行排序 ,否則 ,仍然繼續(xù)迭代 ,求取從站點(diǎn) 1 必須經(jīng)過(guò) 1 次換乘才能夠到達(dá)的站點(diǎn)集合 (涉及集合差與并 ),與能夠直達(dá) 2 的所有站點(diǎn)集合求交 ,從而得到必須換乘兩次才能到達(dá)的乘車方案。交集非空 ,則結(jié)束迭代 ,進(jìn)入最后一步 。否則 ,繼續(xù)迭代 ,直到找到乘車方案為止。顯然 ,這一基于“ 圖論”的算法包含了眾多的集合運(yùn)算。對(duì)該算法的實(shí)現(xiàn)有兩種途徑可供選擇 ,一是采用主存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ,實(shí)現(xiàn)集合的快速運(yùn)算 ,其中包括快速查找、索引支持以及集合運(yùn)算等一系列算法 。二是直接利用現(xiàn)存商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)已有的在集合運(yùn)算方面的優(yōu)秀性能。 公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 城市公交的基本職能主要表現(xiàn)在為生產(chǎn)和生活服務(wù)，因此它的基本任務(wù)是通過(guò)為乘客提供安全、方便、迅速、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適的乘車條件，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有公共文通設(shè)施的營(yíng)運(yùn)能力，節(jié)約全社會(huì)的總乘車出行時(shí)間。在城市公交線路的規(guī)劃工作中運(yùn)用優(yōu)化的方法 .對(duì)于滿足客流需求，提高公共文通的經(jīng) 濟(jì)性減少運(yùn)能的浪費(fèi)，緩解以至從根本上解決城市公交緊張的狀況 .具有重要而現(xiàn)實(shí)的意義。山東交通學(xué)院本科論文 致謝 21 公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是公共文通系統(tǒng)工程的一個(gè)重要組成部分 .對(duì)于任何一個(gè)城市的公交通系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)布局的優(yōu)劣是決定該系統(tǒng)品質(zhì)的主要因素之一。 因此在規(guī)劃或設(shè)計(jì)公共交通網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須考慮以下目標(biāo)對(duì)公交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化 : 。 。 率最大。 4 .保證適當(dāng)?shù)墓痪€網(wǎng)密度。 .減少公交盲區(qū)。所以城市公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一個(gè)多目標(biāo)規(guī)劃的問(wèn)題但這些目標(biāo)不是全部獨(dú)立的。處理這個(gè)多目 標(biāo)問(wèn)題有多種方法，本文采用先對(duì)一個(gè)核心目標(biāo)求最優(yōu)解對(duì)其他目標(biāo)以約束條件形式獲得可行解或保留多個(gè)最優(yōu)解，進(jìn)行多目標(biāo)分析。 公交線網(wǎng)優(yōu)化具有受影響因素多、過(guò)程復(fù)雜、客流分布不固定等特點(diǎn) , 因此 , 建立模型前應(yīng)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行概括和簡(jiǎn)化。本文在分析優(yōu)化實(shí)際過(guò)程的基礎(chǔ)上 , 假設(shè)居民公交出行需求是固定的 , 考慮居民公交出行需求 , 規(guī)劃目標(biāo)為乘客換乘次數(shù)和線路通過(guò)的站點(diǎn)數(shù)最少 , 由此獲得公交線網(wǎng)優(yōu)化模型 : 式中 : α 1, α 2—— 權(quán)重系數(shù) , 且α 1α 2 。 n—— 公交網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量 。 TNij—— 公交網(wǎng)絡(luò)內(nèi)從節(jié)點(diǎn) i 到節(jié)點(diǎn) j 的可能最少換乘次數(shù) 。 ODij—— 從節(jié)點(diǎn) i 到節(jié)點(diǎn) j 的客流量 。 Nij—— 從節(jié)點(diǎn) i 到節(jié)點(diǎn) j 所經(jīng)過(guò)的可能最小站點(diǎn)數(shù) 。 δ —— 增加 1 次換乘相當(dāng)于減少的站點(diǎn)數(shù) 。 L—— 公交網(wǎng)絡(luò)內(nèi) , 單條線路的長(zhǎng)度 。 qx—— 非直線系數(shù) 。 Qk—— 線路 k 的斷面流量 。 山東交通學(xué)院本科論文 致謝 22 Qkmax—— 線路 k 的最大斷面流量 Qkmin—— 線路 k 的最小斷面流量 。 bn—— 線路斷面客流的不均勻系數(shù) 。 ρ —— 公交線網(wǎng)密度 。 T—— 城市中 95%居民出行單程的最大時(shí)耗 模型中 , 第一個(gè)約束條件 是線路長(zhǎng)度約束。根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求和大城市 的實(shí)際情況 , 上限取 15 km。 考慮到公交運(yùn)營(yíng)要求 ,下限取 5 km 。 第二個(gè)約束條件 是非直線系數(shù)約束。對(duì)于一般城市 , 其值取 ￣ 為宜 。 對(duì)于單條公交線 , 應(yīng)不大于 。 第三個(gè)約束條件 是單線載客容量限制。線路斷面最大流量計(jì)算方法如下 :Qkmax=60CxlkXcr/hk 式中 : Cx—— 不同車型的客容量 ( 人 ) , 一般單節(jié)公交車為 72 人 , 鉸接車為 129人 , 雙層公交車為 120 人 , 中巴車為 26 人 。 lk—— 線路的滿載率 , 高峰時(shí)一般取 ,平峰時(shí)取 。 Xcr—— 線路重復(fù)影 響系數(shù) , 其中 Xc 是與某條線路重復(fù)的最大線路條數(shù) , 它們之間關(guān)系如下 : hk—— 高峰小時(shí)發(fā)車間隔 , 單位為 s 考慮到公交運(yùn)營(yíng)要求 , 線路斷面流量也不應(yīng)小于線路斷面最小流量。 第四個(gè)約束條件 是斷面客流量不均勻系數(shù)約束 , 其 bn 計(jì)算如下 : bn=maxQs/Q 式中 : Qs—— 線路第 s 個(gè)斷面的客流量 (人 )。 Q—— 線路平均斷面流量 (人 )。 第五個(gè)約束條件 是公交線網(wǎng)密度約束。公交線網(wǎng)的密度是指城市有公交線路服務(wù)的每平方公里用地面積上有公交線路經(jīng)過(guò)的道路中線的長(zhǎng)度 , 它反映了城市公交線網(wǎng)的規(guī)模。當(dāng)公交車保有量一 定時(shí) , 公交線網(wǎng)密度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)造成非車內(nèi)時(shí)間的增加。在線網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程中 , 線網(wǎng)的規(guī)模不可能無(wú)限制地增大 , 因此增加了線網(wǎng)密度ρ的上限約束ρ max, 它是與城市規(guī)模和客流量相關(guān)的函數(shù)。 山東交通學(xué)院本科論文 致謝 23 第六個(gè)約束條件 T≤ Tmax 是居民出行時(shí)耗約束。城市中 95%居民出行單程的最大時(shí)耗上限影響城市公共交通方式的選取 , 因此 , 應(yīng)將它作為線網(wǎng)優(yōu)化 模型的約束條件之一。 綜合來(lái)說(shuō) , 模型體現(xiàn)了公交網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原則和各種客觀條件的制約 , 從道路網(wǎng)開(kāi)始就剔除了不合理的線路走向 。 線長(zhǎng)約束和非直線系數(shù)約束大大地減少了點(diǎn)對(duì)之間的線路 。 斷面 客流量的約束保證了線路的通暢和線網(wǎng)的合理性 。 同時(shí) , 由于線路形成的初始線網(wǎng)集中 , 所以在模型中加入了公交線網(wǎng)密度約束和居民出行時(shí)耗約束 , 剔除了部分不滿足約束的線網(wǎng)。這樣 , 模型通過(guò)節(jié)點(diǎn)、線路、線網(wǎng)的重重限制 , 使可行線網(wǎng)的數(shù)量減少 , 并在優(yōu)化階段消除了不必要的計(jì)算。 公交線路起迄站點(diǎn)確定 根根據(jù)《城市交通規(guī)劃理論與方法》一書中提出的公交線路起迄點(diǎn)確定方法 ,當(dāng)某一交通小區(qū)的高峰小時(shí)總發(fā)生量或總吸引量大于小區(qū)內(nèi)中間站點(diǎn)的總運(yùn)載能力時(shí) ,該小區(qū)就應(yīng)設(shè)立起迄站點(diǎn) .通常 ,中間站點(diǎn)的運(yùn)載能力可表示為 : NH= TH FH,其中 ,NH為中間站點(diǎn)的高峰小時(shí)的運(yùn)載能力 。TH為高峰小時(shí)平均每車從中間站點(diǎn)上下的乘客數(shù) 。FH 為高峰小時(shí)經(jīng)過(guò)中間站點(diǎn)的所有線路的組合頻率 .起迄點(diǎn)站的運(yùn)載能力 Nst=Tst,h Fst,h/K0,其中 ,Nst 為起迄站點(diǎn)高峰小時(shí)運(yùn)載能力 。Tst,h 為高峰小時(shí)平均每車滿載時(shí)乘客數(shù) 。Fst,h 為高峰小時(shí)線路出車頻率 。K0 為線路最大斷面流量與起迄點(diǎn)斷面流量之比 .若交通小區(qū) i 內(nèi)的總發(fā)生量或總吸引量 TiNH Ni,Ni 為交通小區(qū) i 內(nèi)中間站點(diǎn)數(shù)量 ,則該小區(qū)還需設(shè)置 N 個(gè)起迄站點(diǎn) ,N 的計(jì)算公式為 () Nst TiNH Ni≤ (N+) 點(diǎn)后 ,可按最短出行時(shí)間的路線作為起迄站點(diǎn)間的線路走向 ,形成所有起、迄點(diǎn)間一一配對(duì)的備選公交線路網(wǎng) 。進(jìn)一步根據(jù)線路上的直達(dá)客流量確定每條線路的出車頻率 . 公交系統(tǒng)的效績(jī)?cè)u(píng)價(jià) 前面的算法設(shè)計(jì)也是公交效績(jī)?cè)u(píng)價(jià)系統(tǒng)的基本組成部分。通過(guò)對(duì)公交系統(tǒng)的效績(jī)?cè)u(píng)價(jià) ,可以反映公交的運(yùn)營(yíng)效果 ,考核公交的管理水平 ,從而為公交系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供決策支持 .圖是針對(duì)公交系統(tǒng)而建立的一個(gè)多層次綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 ,它的準(zhǔn)則層由設(shè)施水平、服務(wù)水平和效益水平構(gòu)成 .設(shè)施水平指標(biāo)分別從建設(shè)周期、公交車輛擁有率、站點(diǎn)覆蓋率、線路網(wǎng)密度這四個(gè)方面反映快速山東交通學(xué)院本科論文 致謝 24 公交系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模、發(fā)展基礎(chǔ)及潛力 。服務(wù)水平指標(biāo)從快捷、方便、準(zhǔn)時(shí)、舒適、安全等方面反映其運(yùn)營(yíng)特征和管理水平 。效益水平指標(biāo)從百車公里成本、百車公里收入和乘客滿意度方面反映快速公交系統(tǒng)的綜合效益 .指標(biāo)層由項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成 ,評(píng)語(yǔ)層下的評(píng)語(yǔ)結(jié)果由優(yōu)秀、良好、中等、一般、較差這 5 個(gè)等級(jí)來(lái)評(píng)判 . 其結(jié)構(gòu)圖如圖 公交站點(diǎn)覆蓋率 2 路網(wǎng)密度 城市范圍內(nèi)由不同功能、等級(jí)、區(qū)位的道路，以一定的密度和適當(dāng)?shù)男问浇M成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 運(yùn)行速 度： V=L/t 乘客平均候車時(shí)間： 利用調(diào)查加權(quán)求平均值 換乘率 為第 j 個(gè)樞紐的換乘效率評(píng)價(jià)指數(shù) ,式中 v=(vL,vM,vc,vQ)T≥ 0、 u(uE,uT)T≥ 0 輸入輸出指標(biāo)的權(quán)重向量。如適當(dāng)選取 u 和 v 可使 hj≤ ,并且 hj 越大 公交系統(tǒng)的效績(jī)?cè)u(píng)價(jià) 山東交通學(xué)院本科論文 致謝 25 說(shuō)明第 j 個(gè)樞紐的換乘效率越高 運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)率 ：實(shí)際到站時(shí)間和計(jì)劃到站時(shí)間的平均差距 ,以及它的標(biāo)準(zhǔn)偏差。 全路程時(shí)間 :需考慮旅程節(jié)省的時(shí)間、各站各過(guò)程的計(jì)時(shí) (各過(guò)程包括進(jìn)站、等候、上車、行進(jìn)、交通燈、換乘和出站 )、全程計(jì)時(shí)、車速。 排班契合率 :實(shí)際到站時(shí)間和計(jì)劃 到站時(shí)間的平均差距 ,以及它的標(biāo)準(zhǔn)偏差。 客流量 :實(shí)際客流量、乘客對(duì)服務(wù)水平的意見(jiàn)、搭乘原因、搭乘頻率 (以收入、年齡、原因、出行距離等劃分 )。 對(duì)其他交通的影響 :其他交通方式的行駛時(shí)間、交通整體水平、交通事故率、左轉(zhuǎn)穿越公交專用道的等候時(shí)間 ,等候交通燈時(shí)間。 1土地使用和城市規(guī)劃 :對(duì)周邊用地的影響程度應(yīng)通過(guò)詳細(xì)的描述來(lái)說(shuō)明 (包括新增建設(shè)項(xiàng)目、地價(jià)等 ),而且通常是在實(shí)施后較長(zhǎng)的一段時(shí)間才能體現(xiàn)。 1形象和公眾的認(rèn)識(shí) :所有公交要素都會(huì)影響公眾的形象 ,這可通過(guò)對(duì)公眾的問(wèn)卷調(diào)查來(lái)定性分析公交的服務(wù)形 象。同時(shí)客流量的大小也能量化地反映公眾對(duì)公交的接受程度。 1成本、效益率和成本效益 :成本是指建設(shè)和運(yùn)營(yíng)所投入的所有費(fèi)用。效益率則通過(guò)每公里或每小時(shí)或乘客每走一公里的運(yùn)營(yíng)投入來(lái)做衡定 ,不同的要素應(yīng)有不同的效率評(píng)價(jià) ,如信號(hào)優(yōu)先的效率就包括交通燈的動(dòng)作數(shù)、綠燈時(shí)間、故障率、全程時(shí)間的改變、排班契合率的變化等。成本效益是對(duì)其影響、效益或結(jié)果的統(tǒng)計(jì)說(shuō)明 ,如對(duì)信號(hào)優(yōu)先來(lái)說(shuō) ,可用每節(jié)省一分鐘行程時(shí)間的成本、每提高一分鐘排班契合率的成本等來(lái)說(shuō)明。 總結(jié) 公共交通系統(tǒng)是復(fù)雜龐大的客運(yùn)系統(tǒng)，信息對(duì)整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)行發(fā) 揮著至關(guān)重要的作用，整合公交系統(tǒng)現(xiàn)有信息資源， 建立公交基礎(chǔ)信息平臺(tái)， 統(tǒng)一信息管理標(biāo)準(zhǔn)是公交系統(tǒng)信息化工作重點(diǎn)， 也是智能公交系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)。 我國(guó)部分城市已同程度的開(kāi)發(fā)了公交基礎(chǔ)信息平臺(tái)，相關(guān)領(lǐng)域的研究工作也逐漸起步。希望能有更多的人進(jìn)行研究。 山東交通學(xué)院本科論文 致謝 26