城市公交樞紐布局與運營調度方法研究.pdf

1、隨著城市化進程的推進,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,其布局和運營效率是否合理直接關系到整個線網是否通暢。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營調度優(yōu)化進行了較為深入的探討。本文的主要內容如下:
　　 (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,以最低的空間消耗提高整個網絡的運輸效率。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算時間,根據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)化模型是一個多目標優(yōu)化模型,本論文開發(fā)了基于排序法的多目標遺傳算法對其進行求解。最后通過大連市主城區(qū)的數(shù)據對模型和算法進行了檢驗。結果顯示,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)的實際情況。同時,多樞紐優(yōu)化結果表明,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。
　　 (2)城市公交樞紐時刻表優(yōu)化研究。公交樞紐靜態(tài)調度是公交運營者主要的日常工作。時刻表優(yōu)化是靜態(tài)調度中最重要的組成部分,其直接或間接決定了車輛排班、司機調度等工作。因此,本文針對樞紐內的公交線路的運營特點,以樞紐內對等待時間影響最大的線路(例如,軌道線路或大間隔

4、的公交線路等)作為基準線路,使其他線路與基準線路之間實現(xiàn)最大同步換乘?？紤]到公交車輛(列車)運行的隨機性,特別是常規(guī)公交車輛,本文引入一個松弛時間來完善樞紐內公交線路的銜接程度。然后,從優(yōu)化單樞紐時刻表入手,拓展到多樞紐的時刻表優(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公交線路的時刻表進行了優(yōu)化。最后,基于仿真分析對模型和算法進行了檢驗,結果顯示,多樞紐聯(lián)合優(yōu)化的效果優(yōu)于每個樞紐的單獨優(yōu)化,而且,增加松弛時間的優(yōu)化

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