城市公交樞紐布局與運(yùn)營調(diào)度方法研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),城市公交系統(tǒng)不斷向立體、多元化方向發(fā)展。城市公交樞紐作為各種交通方式銜接的物理載體,其布局和運(yùn)營效率是否合理直接關(guān)系到整個(gè)線網(wǎng)是否通暢。因此,本文從樞紐的銜接角度出發(fā),對樞紐的空間布局及運(yùn)營調(diào)度優(yōu)化進(jìn)行了較為深入的探討。本文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)城市公交樞紐的空間布局優(yōu)化研究。合理的空間布局是發(fā)揮樞紐功能和作用的基礎(chǔ),以最低的空間消耗提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)輸效率。由于公交樞紐空間布局優(yōu)化問題是非線性優(yōu)化模

2、型,是一個(gè)NP-hard問題,如果備選樞紐數(shù)量較大將很難求解出合理的布局方案。為了提高模型的求解精度和減少計(jì)算時(shí)間,根據(jù)樞紐布局的主要影響因素,建立了基于魅力度的備選樞紐篩選模型以縮小樞紐優(yōu)化的解空間。然后,在備選樞紐篩選的基礎(chǔ)上,分別提出單樞紐布局優(yōu)化模型和多樞紐布局優(yōu)化模型。由于多樞紐布局優(yōu)化模型是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化模型,本論文開發(fā)了基于排序法的多目標(biāo)遺傳算法對其進(jìn)行求解。最后通過大連市主城區(qū)的數(shù)據(jù)對模型和算法進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果顯示,基于

3、魅力度的備選樞紐模型得到的備選樞紐非常符合大連市主城區(qū)的實(shí)際情況。同時(shí),多樞紐優(yōu)化結(jié)果表明,對于公交換乘乘客來說,樞紐間的組合效用最大,可以提供更順暢的的公交服務(wù)。
　　 (2)城市公交樞紐時(shí)刻表優(yōu)化研究。公交樞紐靜態(tài)調(diào)度是公交運(yùn)營者主要的日常工作。時(shí)刻表優(yōu)化是靜態(tài)調(diào)度中最重要的組成部分,其直接或間接決定了車輛排班、司機(jī)調(diào)度等工作。因此,本文針對樞紐內(nèi)的公交線路的運(yùn)營特點(diǎn),以樞紐內(nèi)對等待時(shí)間影響最大的線路(例如,軌道線路或大間隔

4、的公交線路等)作為基準(zhǔn)線路,使其他線路與基準(zhǔn)線路之間實(shí)現(xiàn)最大同步換乘?？紤]到公交車輛(列車)運(yùn)行的隨機(jī)性,特別是常規(guī)公交車輛,本文引入一個(gè)松弛時(shí)間來完善樞紐內(nèi)公交線路的銜接程度。然后,從優(yōu)化單樞紐時(shí)刻表入手,拓展到多樞紐的時(shí)刻表優(yōu)化研究,并開發(fā)基于啟發(fā)式算法——SCE-UA的求解算法對樞紐內(nèi)公交線路的時(shí)刻表進(jìn)行了優(yōu)化。最后,基于仿真分析對模型和算法進(jìn)行了檢驗(yàn),結(jié)果顯示,多樞紐聯(lián)合優(yōu)化的效果優(yōu)于每個(gè)樞紐的單獨(dú)優(yōu)化,而且,增加松弛時(shí)間的優(yōu)化

5、模型的魯棒性要更好。
　　 (3)城市公交樞紐的動態(tài)調(diào)度決策研究。公交車輛的運(yùn)營環(huán)境非常復(fù)雜,經(jīng)常會受到很多隨機(jī)因素的干擾。通過采取有效實(shí)時(shí)調(diào)度措施,減弱由于干擾帶來的影響,從而恢復(fù)樞紐內(nèi)公交線路的正常運(yùn)營。本文針對動態(tài)調(diào)度對車輛運(yùn)行信息的實(shí)時(shí)性要求高的特點(diǎn),提出公交車輛運(yùn)行時(shí)間預(yù)測模型,并通過衰減因子來提高模型的預(yù)測精度。同時(shí)考慮到公交車輛運(yùn)行狀況是動態(tài)的,準(zhǔn)確預(yù)測最佳的松馳時(shí)間可以減少乘客的等待時(shí)間,因此,本文提出松馳時(shí)間預(yù)