城市公交網絡結構分析及公交網絡設計研究.pdf

1、隨著經濟發(fā)展和社會進步，城市交通需求不斷增加，城市機動車數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，城市交通需求增長與能力供給的矛盾日益突出，帶來了嚴重的交通擁堵、能源消耗、環(huán)境污染和噪聲污染等問題。面對這些問題，大城市紛紛采取措施限制機動車增長，大力發(fā)展城市公共交通已被公認是解決城市交通難題的一種有效方法。城市公共交通是一個十分復雜的系統(tǒng)，公交網絡是系統(tǒng)運營的基礎，然而既有公交網絡結構設計不盡合理，造成了運營效率低、乘客出行距離長、換乘次數(shù)多等問題，嚴重影響

2、了乘客使用公共交通出行的積極性。因此，對既有公交網絡的問題進行深入分析，研究城市公交網絡的拓撲結構特點和設計方法有利于公交網絡結構優(yōu)化，進而提高公交系統(tǒng)的運營效率，增加公交系統(tǒng)的競爭力。
　　本文以公交網絡為研究對象，從公交網絡結構評估分析、換乘因素和網絡設計三方面展開研究，旨在系統(tǒng)的分析公交網絡結構特征，構建公交網絡設計可行方案，為公交網絡優(yōu)化設計提供理論支撐，具體的研究內容如下:
　　首先，以城市公交網絡拓撲結構為基礎，

3、利用圖論和復雜網絡理論構建評估因子，分析公交網絡結構特性。以保定市、濟南市、石家莊市、蘇州市和北京市5個城市的公交網絡為例，分析了國內公交網絡結構的復雜特性，結果表明公交網絡度分布符合漂移冪律分布，是一種正相關的網絡，具有明顯的社團結構。
　　其次，研究了公交網絡的換乘問題。介紹了三種公交網絡站點間換乘次數(shù)的計算方法，并提出一種基于P空間構建的公交網絡換乘次數(shù)計算模型，深入分析了公交網絡的換乘特性。通過增加線路的方式減少網絡換乘次

4、數(shù)，發(fā)現(xiàn)在度較小節(jié)點之間增加線路能有效減少網絡換乘次數(shù)?？紤]換乘因素，建立了隨機客流分配模型，得到換乘距離對公交乘客在網絡上客流分布的影響;利用灰色關聯(lián)度法建立了公交網絡換乘站點評價系統(tǒng)，評價指標主要包括乘客換乘設施、換乘便捷性和換乘舒適性，實例表明所構建模型能有效的對公交站點進行評估，可為公交站點換乘優(yōu)化提供參考。
　　最后，研究了公交網絡設計問題。采用系統(tǒng)分析法分析了公交網絡設計過程中費用的組成，以及不同線路布局對費用產生的影

5、響，比較了單條線路布局和多條線路布局的差異。以乘客總出行時間和網絡總換乘次數(shù)最少為優(yōu)化目標建立了公交網絡設計模型，提出了基于蜂群算法的求解方法。利用貪婪算法產生初始線路集合，然后采用一種新型蜂群算法對初始解集進行改進。使用瑞士Mandl網絡與Mumford網絡對模型進行驗證，結果表明該模型能產生更優(yōu)的解，算法效率較好，適用于大規(guī)模公交網絡設計問題，并以保定市公交網絡為例進行案例分析，結合線路在網絡換乘中的作用和線路非直線系數(shù)構造線路評估