城市公共交通调度问题研究

VIP免费

3.0 侯斌 2024-11-19 4 4 1.5MB 54 页 15积分

侵权投诉

摘要

随着我国经济的快速发展，城市人口的逐渐增加，城市交通拥挤问题日益突

出。交通拥挤不仅造成巨大的经济损失，而且导致能源浪费和加剧环境污染。多

年来实践经验、教训证明，单纯的依靠修建道路设施和采用传统的管理方式来解

决交通问题，不仅成本昂贵，严重污染环境，而且其缓解交通拥挤的效果也十分

有限。为解决这一共同面临的交通问题，发达国家的交通管理部门纷纷投入大量

的人力和物力，借助计算机、信息、通信技术及人工智能等领域的高新技术，大

规模的进行道路交通智能化研究，以保证交通畅通，改善交通安全，最大限度的

发挥现有交通系统的效率，减少交通拥挤和空气污染。从国内外一些大城市解决

城市交通问题的成功经验来看，大力发展公共交通，是解决城市交通问题的有效

办法。

充分发挥公共交通的作用，可以有效缓解城市交通拥挤，加速城市道路畅通，

为城市功能的发挥，土地开发利用创造良好的条件，为城市居民提供舒适、方便、

快捷、经济、准确和安全的出行服务。

本文的主要工作及创新点如下：

（1）在介绍公交数据调查内容、方法以及数据分析、处理的基础上，提出了

“平移”法对原始数据进行处理，此方法避免了因行车时间的影响造成的数据误

差。

（2）在介绍公交调度形式和方法的基础上，提出了以乘客等车时间成本最小

和公交企业收益最大为目标，以发车时刻为变量的模型。此模型考虑了最大和最

小发车间隔、两个相邻的发车间隔之差以及满载率和车容量等约束。最后利用公

交线路的客流调查数据和营运资料，采用 MATLAB 遗传算法对模型进行求解，得

到整个调度的不均匀发车时刻表。此发车时刻表减少了乘客的等车时间，提高了

车辆运营服务水平。

（3）在研究现有动态调度形式和方法的基础上，提出了一种连续放两辆车的

调度模型，并用实例进行了验证，结果表明，合适的放车调度有效的降低了乘客

的候车成本。

关键词：城市公交调度客流预测数据采集发车时刻表

遗传算法

ABSTRACT

With the rapid development of our economy and the rapid increase in urban

population, urban traffic congestion problem become more and more serious. Traffic

congestion not only causes huge economic losses, but also leads to energy loss and

intensifying environmental pollution. Over the years practice experience and lessons ,

we can known that it is not only expensive and limited, but also pollutes the

environmental severely to adopt the traditional modes to solve the traffic problems. In

order to solve the traffic problem, transportation management departments of the

developed countries invest a lot of manpower and material resources in the intelligent

traffic systems research with computers, information, communication technology, the

artificial intelligent and other high technology. The purpose is to keep the traffic running

smoothly, improve traffic safety, relieve congest, reduce air pollution, and improve the

using-efficiency of traffic facility. From the successful experiences of the domestic and

some foreign cities we can see that developing public transport is a valid way to solve

the urban transportation problem.

Developing the public transport can effectively relieve urban traffic congestion,

speed up the urban roads, and create favorable conditions for the urban functions, land

exploitation and provide a comfortable, convenient, quick, economy, accurate and safety

of travel service for the city residents.

In this paper the main work and innovation points as follows:

First, on the basis of introducing bus data investigation contents, methods and data

analysis, processing, "translation" method of processing primitive data is put forward,

this method can avoid the data error which caused by driving time .

Second, on the basis of forms and methods of bus dispatching, a mathematical

model aims at the minimum of passengers’ waiting time and the maximum of bus

company’ income with dispatching time as variable is put forward．The model subjects

to the maximum and minimum dispatching interval, the difference value of adjacent

interval, the full-load rate and the capacity of vehicle. Then genetic algorithm is

developed to solve the problem with passenger survey data and operational information,

and a no uniform timetable is obtained by programming with MATLAB. The result can

reduce passengers’ waiting time, and improve vehicle service level.

Third, on the basis of studying the dynamic dispatching modes and methods, a bus

dispatching model about putting two cars is put forward, then the model is proved to be

useful by being applied in a example, the results show that appropriate deadheading

dispatch reduce passengers waiting cost effectively.

Key Words: City bus dispatching, Passenger flow forecast, Data

accumulating, Departure time-table, Genetic algorithm

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 .............................................................................................................1

§1.1 研究背景和意义 ................................................................................................1

§1.2 国外研究现状 ....................................................................................................2

§1.3 国内研究现状 ....................................................................................................3

§1.4 论文主要研究内容 ............................................................................................4

第二章公交调度系统分析 .......................................................................................6

§2.1 公交调度系统结构 ............................................................................................6

§2.2 智能公交调度系统的支持技术 ........................................................................8

§2.3 本章小结 ............................................................................................................9

第三章公交客流数据采集分析与预测 .................................................................10

§3.1 公交客流调查内容 ..........................................................................................10

§3.2 公交客流调查方法 ..........................................................................................11

§3.3 公交客流数据分析和处理 ..............................................................................13

§3.3.1 公交客流特性分析 ..................................................................................13

§3.3.2 原始数据统计 ..........................................................................................14

§3.3.3 客流数据分析处理 ..................................................................................15

§3.4 公交客流预测 ..................................................................................................18

§3.4.1 客流预测思路 ..........................................................................................18

§3.4.2 客流预测方法 ..........................................................................................19

§3.5 本章小结 ..........................................................................................................20

第四章公交线路车辆静态调度优化研究 .............................................................21

§4.1 公交调度形式与选择 ......................................................................................21

§4.2 发车时刻表的编制 ..........................................................................................22

§4.3 发车频率优化模型 ..........................................................................................22

§4.3.1 模型假设 ..................................................................................................22

§4.3.2 变量及符号说明 ......................................................................................23

§4.3.3 建立模型 ..................................................................................................24

§4.3.4 模型的约束条件 ......................................................................................25

§4.3.5 发车优化模型 ..........................................................................................26

§4.4 模型算法 ..........................................................................................................27

§4.4.1 遗传算法构成要素 ..................................................................................27

§4.4.2 遗传算法流程 ..........................................................................................28

§4.4.3 遗传算设计 ..............................................................................................30

§4.5 模型在实例中的运用 ......................................................................................34

§4.6 本章小结 ..........................................................................................................36

第五章城市公交动态调度方法研究 .....................................................................37

§5.1 动态调度的意义 ..............................................................................................37

§5.2 动态调度方法 ..................................................................................................37

§5.3 放车调度问题研究 ..........................................................................................40

§5.3.1 变量及符号说明 ......................................................................................41

§5.3.2 建立模型 ..................................................................................................41

§5.3.3 模型应用 ..................................................................................................44

§5.4 本章小结 ..........................................................................................................44

第六章结论与展望 .................................................................................................45

§6.1 论文的主要研究内容 ......................................................................................45

§6.2 研究展望 ..........................................................................................................45

参考文献 .....................................................................................................................47

在读期间公开发表的论文 .........................................................................................50

致谢…. ....................................................................................................................51

第一章绪论

§1.1 研究背景和意义

自改革开放以来，我国经济呈现快速发展趋势，城市化步伐越来越快，城市

人口出现了快速增长的趋势，因此城市交通的需要也越来越高，这是社会和经济

发展的必然结果，是工业化、城市化、现代化的必然结果，是一个历史性、世界

性的过程。城市人口的增多导致城市结构的变化以及城市规模的扩大，随着人民

生活水平的提高，私人小汽车的数量正急剧增长，这些都影响着我国城市交通的

发展。经济、政治、文化的日益集中以及城市规模的逐步扩大，这些都是当今世

界的发展趋势；郊区人口的逐渐增长，城市区域的逐步扩大，居民出行距离的增

长、时间的增多、费用的增加；轻工业和重工业逐渐由市中心迁往郊区，服务业

和商业在市中心逐步占据主导地位，城市成为面向广大地区居民服务的中心。由

于这些因素的影响，道路不适应交通需求的矛盾日益尖锐，造成交通严重阻塞、

交通事故频繁、通行能力下降、废气与噪音严重污染环境、市民出行的舒适度降

低。人口密集、活动频繁、实施集中、用地紧张的特点反应在交通上为路少车多、

地少人多、求大于供的基本矛盾，这是世界各国城市的普遍存在的交通问题。城

市自身的性质以及所固有的基本矛盾是造成城市交通问题的根本原因，也是城市

交通问题的本质所在。所以，提高客运效率、用有限的道路面积承担尽可能多的

出行是解决城市问题的必由之路。这么多年国内外的实践经验证明，发展公共交

通是解决城市交通问题的有效途径，通过建立先进的公共交通系统 APTS

（Advanced Public Traffic System）来实现公交调度智能化，从而提高道路的通行

能力和公交运营管理水平[1][2][3]。

城市交通关系到城市的经济发展、生态环境和生活质量。一个城市公共交通

的运行质量直接关系到这个城市居民的生活水平和城市形象，以及这个城市在国

际级城市中的地位。因此世界各国都在大力提倡和发展公共交通。近年来，我国

公共交通事业得到了很大的发展，从数量上基本解决了乘车难的问题。但在公交

运行质量方面还有许多问题亟需解决。其中一个主要问题就存在于公交企业的营

运调度管理中[4][5]。

关于公交企业营运的调度问题，国外一些发达国家依靠先进的技术得到了比

较好的解决，如城市智能交通体系和车辆自动定位技术开发了公交的实时调度优

化系统，其优化系统可以直接从交通控制中心获得实时交通流信息[6][7]。与发达国

家相比，我国尚无法完全将国外的先进经验和成熟的研究成果照搬过来。一是我

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

15 积分 4人已下载

立即下载 VIP免费下载

摘要：

摘要随着我国经济的快速发展，城市人口的逐渐增加，城市交通拥挤问题日益突出。交通拥挤不仅造成巨大的经济损失，而且导致能源浪费和加剧环境污染。多年来实践经验、教训证明，单纯的依靠修建道路设施和采用传统的管理方式来解决交通问题，不仅成本昂贵，严重污染环境，而且其缓解交通拥挤的效果也十分有限。为解决这一共同面临的交通问题，发达国家的交通管理部门纷纷投入大量的人力和物力，借助计算机、信息、通信技术及人工智能等领域的高新技术，大规模的进行道路交通智能化研究，以保证交通畅通，改善交通安全，最大限度的发挥现有交通系统的效率，减少交通拥挤和空气污染。从国内外一些大城市解决城市交通问题的成功经验来看，大力发展公共...

展开>> 收起<<

城市公共交通调度问题研究.pdf

共54页,预览6页

还剩页未读，继续阅读

城市公共交通调度问题研究

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: