城市常规公交线路优化方法研究资料下载.pdf

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本文从公交线路的经济效益和社会效益两个方面入手。

以公交线路评价诊断及优化方式分析为基础，依据功能层次分析，提出了“分层调整，线路调整措施为主，站点、调度调整措施为辅”的线路优化调整思路、“分层布设，优化入网”的线路优化布设思路，并分别给出了相应的实用方法。

最后，论文对本次研究的成果进行了总结，对将来的研究方向进行了展望。

【关键词】城市常规公交：

线路优化；

功能层次分次；

评价诊断；

优化方式；

优化模型；

优化调整；

优化布设AbstraetAbstractTheoreticalstudyandurbantrafficsconstructionpracticeofinternalandoverseasshowsthatthefundamentalwaytoresolvetheproblemofurbantrafficcongestionis：

bygivingprioritytothedevelopmentofpublictransport，tooptimizethestruclIIreofurbantransportandachievetheefficientnseofroadresourcesT1lisarticlereliesonTechnologyresearchofcitybuslineoptimizationandrationalallocationofresourceswhichisthesciencesubjectofJiangsuProvince，researchapracticaloptimizationmethodsofbuslineByreadingreferenceliteratures,thisarticlegivesOuttheoptimizingtargetofthebuslinefirstly,thenanalysestheinfluencingfactorsforoptimizationofbuslinesandgivesoutaoptimizationideasofbuslineforsupervisingthefollowingspecificstudiesAimingatthejumbledstatusofbusnetworksfunctionallevels，bycombiningwithcitylandlayout、passengerscorridor、roadnetworkstructure，thisarticlegivesoutaideaof“onbaseoftheanalysisforbushingeshiberarchy,bycombiningwiththeaetulitybusnetwork，bedthebnsnetworkfortheanalysisofbuslinesfunctionallevels，andgivesoutacorrespondingpracticalmethodDiagnosesofbuslinesandanalysisofoptimizationwayisthebaseofthebuslinesoptimizationThroughthepointviewsofmacroscopicalnetworkandmicrocosmiclines，thisarticlefiltratestheguidelinesofreasonable，thenuseclusteringanalysismethodtoanalyzethebusnetworkandlinesOnbaseofthis，throughsummarizingthepracticeexperienceofspecialtieslayoutforbusnetwork,itgivesoutaideaandpracticalmethodoftheanalysisforbuslinesoptimizationwayBuslinesoptimizationmethodisthecorecontentoftllebuslinesoptimizationThroughtwosidesofbuslineseconomybenefitandsocialbenefit,onbaseof抽ediagnosesofbus1inesandtheanalysisforbuslinesoptimizationway，bytheanalysisofbuslinesfunctionallevels，thisarticlegivesoutabuslinesadjuestmentideaof“adjustingthebuslinesdelaminately,mainlyforbuslinesdirectionadjusyment,assitumlyforbusstationsadjuesmentandaRempermentadjuetmentandabuslineslayingideaoflayingdelaminately,optimimngforjoiningthebusnetwork,thengivesoutthecorrespondingpracticalmethodsFinally,thisarticlesummar沈sandlaysoutthestudyoutcomesandexpectsthefuturestudydirectionKeywordurbanconventionalbustransportation；

buslineoptimization；

functionalleveBanalysis；

diagnosticevaluation；

optimizationway；

optimizationmodel；

optimizationadjustment；

optimizationlayingn东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：

衾逄蠡日期：

堡I：

j1。

东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。

除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。

论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。

兰雌导师签名：

隧武日期：

东南大学硕士学位论文11研究背景第一章绪论随着城市经济的发展、城市化进程的加快及小汽车逐步进入家庭，城市交通的拥挤现象日益严重，已经影响到城市的可持续发展。

【1J理论研究与国内外城市交通建设实践表明，解决城市交通拥挤问题的根本出路在于：

州在我国，提出“优先大力发展公共交通”的政策已有近二十年了，在过去二十年中，我国公共交通的硬件设施发展较快，公交车的规模日益壮大，但是年客运量的增长速度有限p】。

究其原因，居民时间观念的增强和生活水平的提高促使人们对公共交通设施提出了新要求，他们不仅要到达目的地，而且要求更方便更快捷更舒适的到达目的地。

而相对应的，城市公共交通的服务水平却基本处于停滞不前的状态。

降低了公共交通的吸引力41。

对于公共交通服务水平的停滞不前，根据对多个城市公交乘客和居民的问询调查，目前居民对于公交服务水平不满意的地方主要在3个方面：

（1）乘公交车不方便，

（2）乘公交车准时性不能得到保证，（3）公交车服务质量低。

p1可以看出公交服务的准点性和便利性是影响公交吸引力的关键。

此外，由于公交企业的运营效率低下，亏损严重，也在一定程度上影响了公共交通的服务水平。

因此，要大力发展公共交通，必须要进行公交系统的优化，大力提高公共交通的吸引力。

城市常规公交系统的优化包括公交线路优化优化、公交站点设置优化、公交运营调度管理优化及先进的公交乘客信息系统的建立等几个方面。

近年来，我国各城市公共交通行业主管部门和公共交通企业对公交系统的优化都非常重视，都把优化公交线路、站点、运力配置、调度管理等作为提高公交吸引力、提高公交企业运营效益的有效措施来实施，但在实施过程中还存在着以下一些问题：

（1）线路设置与客流分布不协调，

（2）站点设置与道路交通条件不协调，（3）运力配置与运营调度主要依赖于经验判断和手工操作。

针对这些问题，我国对于建立一个能方便地让城市公共交通行业管理部门和企业计划管理科技人员掌握的公交线路优化和资源合理配置的决策支持系统已经刻不容缓。

本课题依托江苏省科技计划项目城市公交线路优化与资源合理配置技术研究展开研究，主要研究城市常规公交线路优化实用方法，是决策支持系统中的主要内容之一。

目前我国线路设置主要采用经验定线法，随着城市的扩大或道路的新建、改建而增加或调整优化，其主要依据是市民的意见和公交公司的经验，难以做到系统优化，不利于公交系统的发展。

本课题以提高公交服务水平为目标，在公交需求分析的基础上，提出线路走向与客流分布一致的公交线路优化实用方法。

12国内外研究现状121国外研究现状国外对于城市常规公交线路优化方法的研究较早，发展进程一般可以分成三个阶段：

第一阶段，战后至60年代初。

这阶段主要采用经验定线法，这种方法有两种形式：

一、自然演变法，随着城市的扩大使公交线路逐渐增加，增加的主要依据是市民的反映和公交公第一章绪论司的观察和经验。

二，权威定线法：

主要依据某些权威机构或个人经验和知识确定线路网方案n第二阶段为60年代至80年代初，这阶段随着系统工程学科的迅速发展，线路确定的主要方法为系统分析法。

Lampkin61等首先对公交线网进行了规划，将乘客的舒适度同出行时间一起作为公交线网服务指标之一，建立了一个网络设计模型，并研究对未来公交网络规划的TRANSEPT软件包。

Hirsch【1等在固定费用公交网络优化问题上作了尝试，把公交线网优化模型设计成一个固定需求模型。

求解这类模型的分枝定界法、假定公交网络上各公交车间隔相等的启发式算法，分解算法也相继提了出来。

MandlMl采用近似算法，求较优可行解，并与经验方法结合，在线网初次形成后进行调整。

第三阶段是80年代至今。

这阶段是研究的高潮，大概有十几种方法出现，一般的思路是：

利用有关理论与网络站点优化方法，将居民公交OD合理的分配到公交网络中，形成优化流分布，在一定的约束条件下，采用各种优化方法产生最佳线路网络。

Janarthanan等【9J设计了公交线网设计专家系统：

专家系统对设计方案进行模拟分析，并提供交互式图形支持，借助该专家系统可有效提高公交网络设计效率。

Femandez等【lo建立大容量公交站点布局和设计专家系统，该专家系统采用组合数学方法，模拟决策者的决策过程。

Kikuehi等提出了应用模糊逻辑设计公共交通网络。

Patlnaik”1等提出了运用遗传算法设计公交线网，该模型以公交乘客出行费用和运营费用总和最小为目标。

首先生成线路各选集，然后通过遗传算法进行优选。

122国内研究现状国内关于城市常规公交线路线网优化的研究始于80年代。

吴稼豪旧【14】、李硕、夏伟民“等比较全面的叙述了有关城市公共交通网络优化问题的模型和方法。

杨兆升【l6】提出了在网络总长不超过一定值的限制下，将公交OD分配到出行路径上，获得客运工作量最小的方案。

张启人117等针对长沙市公交线网优化问题进行了研究，他们提出了以直达乘客量最大为优化目标，以线路长度、线路重复系数等为约束条件的公交线网优化模型。

近几年来，有不少新方法在公交线路优化上应用。

王炜教授IlsJ提出了以直达客流量最大为目标的公交网络逐条布设方法。

林柏梁Il”等基于组合优化的角度，提出了公交网络优化设计的非线性O1规划模型。

以乘客的出行时间和实现公交网络的资金投入为目标函数，在满足车站容量限制的条件下，最小化目标函数，以获得公交线路的优化决策。

王志栋120J提出了以乘客总出行时间最小、客流直达率最高、线网覆盖率最高、线路重复系数最低、公交经济效益最高为目标，以路网、线路长度、线路非直线系数、线路最大客流量限制、道路流量限制、站点客流量限制和换乘次数为约束条件的公交网络优化模型。

唐利民【2lJ等通过对上海市公交问题的分析。

提出的FLAPT模型，并以客流直达率为优化目标，进行网络布局优化。

单连龙等幽1提出了用双层规划模型来描述连续平衡公交网络设计问题，并设计了基于灵敏度分析的求解算法。

孙艳丰等231和陈洪仁等【24】从不同的角度，使用遗传算法对规划模型进行求解。

目前在我国常规公交线路优化方法中。

基本都是以研究公交线网优化为主，建立了不少数学优化模型，而这些研究基本都属于理论性研究，建立的数学优化模型很难或无法求解。

这些优化方法不符合我国公交规划的实际情况，数据也难以采集，缺乏可操作性。

在1989年，王炜教授提出了简便实用的“逐条布设，优化成网”的公交线网优化方法。

这种公交线网优化方法的基础是单条公交线路的优化，具有较好的实践指导作用，但在线路优化设计的过程中未考虑公交线路的功能层次。

针对这种情况，本课题以前人的理论研究为基础，结合公交线路线网优化项目中的实践经验和研究成果，研究公交线路功能层次基础上的线路优化实用方法，将定性分析方法和定2东南大学硕士学位论文量分析方法有机结合起来，使线路优化方法更能符合公交线路优化的实际情况，更具有操作性，为公交公司及相关管理部门在公交规划与管理中提供优化决策支持。

13论文研究目的及内容131研究目的论文的研究目的是：

借鉴公交线路线网优化项目中的实践经验和研究成果，并通过对现有理论成果的总结分析，提出公交线路功能层次分析方法、线路诊断分析方法和优化方式分析方法，并在此基础上提出具有操作性的线路优化实用方法，同时结合常州、苏州等城市的公交线路线网规划项目，对上述研究成果进行实例应用分析。

132主要内容

（1）公交线路优化的目标和思路明确公交线路优化的目标和原则，在此基础上分析公交线路优化的影响因素，并提出公交线路优化的思路，确定论文研究的方向和框架。

（2）公交线路功能层次分析方法公交线路功能层次分析能够有效地优化公交线网结构，提高线路的运行效率。

本文通过总结项目实践经验，提出“以枢纽层次结构为基础，依据枢纽确定线路层次结构”的公交线路功能层次划分思路，并分别提出枢纽功能层次和线路的功能层次的概念，最终在此基础上明确线路层次分析的原则，提出线路功能层次分析的实用方法。

（3）公交线路评价诊断与优化方式分析方法公交线路的评价诊断与优化方式分析是线路优化工作的基础，通过评价诊断可以我出不合理的公交线路，再通过优化方式分析选取合适的优化方式，指导线路的优化工作。

本文将从宏观层面线网和微观层面线路两个角度筛选合理、易得的指标，用聚类分析方法分别对线网与线路进行分析，得到线网服务水平较低的地方和不合理的公交线路，再以此为基础，通过对公交线网专项规划项目的实践经验的总结，提出线路优化方式分析的思路和实用方法。

（4）公交线路优化实用方法公交线路优化实用方法是线路优化工作的核心内容。

在公交线路优化理论的分析工作中，本文将明确线路优化的约束条件，阐述线路优化的算法。

并通过对公交线路经济效益、社会效益的分析，提出线路优化效率模型：

在研究公交线路优化调整方法的工作中，本文将以线路优化理论为基础，借鉴结合现状公交线网的启发式逐步优化法的思路。

结合项目实践经验，明确线路优化调整的原则和思路，分析线路优化调整的措施，提出针对不同功能层次公交线路的优化调整实用方法；

在研究新增线路优化布设的工作中，本文将借鉴“逐条布设，优化成网”法的思路，结合项目实践经验明确新增线路的优化布设的原则和思路，提出针对不同功能层次线路的优化布设方法。

（5）公交线路优化方法在实例中的应用本文拟选取常州市和苏州市部分公交线路为例，以公交随车调查调查和居民问询调查为基础，通过对调查数据的整理分析，对选取的部分公交线路进行优化，以实际工程项目来检验公交线路的优化方法。

133章节安排论文各章节如图I-1所示：

第一章绪论l第一章绪论il第二章公交线路优化目标及思路l第三章公交线路功能第四章公交线路评价诊断与优化方式分析层次分析方法方法f第五章公交线路优化实用方法I第六章结论与展望图10!

论文章节结构示意图4东南大学硕士学位论文第二章公交线路优化目标及思路城市公交线路对居民的公交出行有着很大的影响，其优化过程是一个复杂、系统的过程。

因此，在公交线路优化的过程中，需要有明确的优化目标和清晰的优化思路作为指导。

线路优化目标指出了线路优化所要实现的结果，而线路优化思路指示了实现目标的方向，具有举足轻重的作用，是优化工作的基础。

21公交线路优化的原则和目标211公交线路优化原则公交线路系统是一个复杂的系统。

优化具有一定的难度，受到的影响因数较多，但仍有其必须遵守的原则，主要包括以下几个方面：

线路以满足沿线居民日常上班、上学出行活动的需求为主，兼顾文化、生活出行活动的需求；

阱J线路走向尽量与城市客流走向保持一致，方便城市居民的乘车出行：

251线路分布均匀，尽可能消除公交空白区；

251考虑各功能层次的公交线路间的层次性和衔接性，协调各层次公交线路间的客流集散能力：

尽可能减少既有线路调整的幅度，尊重居民历年来形成的乘车出行习惯。

212公交线路优化目标在指导公共交通线网规划的过程中，目标分为定性和定量两类，对定量目标进行分析，可以看出各个定量目标是相互关联的。

把优化目标总结，可以归为两大类：

一类是要求提高公交运行效率，吸引更多的乘客服务，即公交系统收益的提高；

另一类是要求降低公交运营成本，即公交系统费用的降低。

具体如表21所示：

表2-I公交线路规划目标体系表11提高公交运行效率为目的降低公交运营成本为目的公交车辆拥有率（标台万人）车站服务设施配备齐全率（）平均运距（kra）年度标台车基建投资额（万元，标台车）乘客平均出行时问（rain