连续型公交专用道网络布局优化模型

针对以往离散公交专用道网络布局的局限性,从公交专用道布设的现实条件、规划与建设实践入手,利用网络优化方法提出了面向公交走廊的连续公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最小化路网用户总出行时间为目标的连续公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并应用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解该模型.通过算例验证了该双层优化模型有效性与实用性,以及连续型专用道网络布局方案相较与离散型方案的优越性.     

一种公交网络分配模型

提出了一种公交网络分配模型,该模型重点处理有转车的部分网络并在有转车发生的节点处考察乘客的路线选择行为.在此基础上,提出了公交网络分配原则及算法.     

多构公交网络模型算法及其应用研究

提出多构公交网络模型,利用虚拟站点将多构公交网络转换成单一公交网络,使用关系数据库技术进行数据处理,基于Floyd算法进行精确最优路径搜寻.针对北京市公交网络的试算结果表明多构公交网络模型比单一公交网络模型更优,具有较高的应用价值.     

公交专用道选址与公交优先控制组合优化模型

针对信控网络下的公交专用道选址问题,从宏观网络优化角度提出公交专用道选址和公交信号优先控制的组合优化模型.上层模型是以最小化路网用户总出行时间(包括小汽车用户和公交车用户)为目标的公交专用道网络布局、交叉口车道功能分配和被动公交优先控制策略组合设计决策;下层模型是在信控网络下以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型.提出了基于连续权重平均法的遗传算法求解该模型,并通过算例验证了该模型的有效性与实用性.算例结果表明:相比单一公交专用道选址方案,公交专用道布设方案和公交信号优先控制方案同步优化设计能够更大程度地发挥公交优先效益,对路网通行效率的改善效果更优.     

离散非平衡公交网络优化模型及其求解算法

在分析现有的公交网络设计的研究成果基础上 ,提出了离散非平衡公交网络优化模型 .考虑到公交网络优化的复杂性 ,该模型分成两个子模型 :一个子模型确定公交线路的起讫点和备选线路的出车频率 ,另一个子模型确定公交线网优化方案 .模型采用遗传算法求解 .     

基于GIS、GPS的城市公共交通监控与实时控制系统

以唐山市公交网络和公交运营模式为研究对象,提取其特征信息,并根据调研信息分析城市公交网络特征和运营方式特点.然后根据其特点,构建城市公交运营的物理模拟模型,结合公交网络GIS系统对公交运营过程进行模拟,为构建公交运营监测和实时控制调度模型提供模拟试验平台;最后根据调研数据和模拟试验结果分析,构建基于GPS和GIS的公共交通监测与实时控制模型,利用GIS工具构建智能监控与实施调度系统.     

城市公交网络的鲁棒性分析模型

城市公交网络的鲁棒性是考核城市公交系统性能的重要指标,对其进行分析有助于更好地提出评价和优化措施.文中基于二分图模型,构建了城市公交系统的公交原始网络模型、公交站点网络模型和公交线路网络模型,定义了城市公交网络的拓扑结构鲁棒性指标,提出了针对大规模网络的鲁棒性分析的快速算法.最后以北京市公交系统为例,对3种公交网络模型在随机攻击和蓄意攻击下的鲁棒性进行了分析.结果表明:公交网络与随机网络相比,对于随机攻击方式的鲁棒性差别不大,但是对于按度数和按介数的攻击方式的鲁棒性要差于随机网络.     

兰州市公交网络的社团结构与脆弱性分析

基于复杂网络理论,研究兰州市公交网络的社团结构及其脆弱性.根据实证数据建立了兰州市公交网络的结构模型,并应用Fast Newman算法分析公交网络的社团结构,给出了最优的社团划分;从获得的社团结构出发,分析了兰州市公交网络社团结构的脆弱性,给出了各个社团的脆弱集及脆弱性指标.研究结果表明,兰州市公交网络具有明显的社团结构特性,社团划分受到城市独特地形特性的影响;许多社团在网络中表现异常脆弱,社团之间联系稀疏,极易因为随机故障或蓄意攻击而形成多个独立的连通分支.     

公交出行换乘时间模型及时间阈值研究

针对利用公交出行换乘时间阈值可更加准确区别换乘行为和二次出行行为,提高利用公交IC卡数据自动提取公交换乘时间方法的精确性,进而提升城市交通的整体规划和公交整体服务水平. 通过实际调查,首先对公交出行换乘方式进行了分类,分析了各类公交出行方式的换乘时间影响因素及其影响机理. 在此基础上从微观的角度建立了公交出行时间与各影响因素之间的关系模型,并通过实际调查数据验证了该模型的准确性,应用公交出行换乘时间模型得到了基于GIS公交网络要素分类的各类换乘方式的公交换乘时间阈值.     

公共交通路网描述方法及诱导模型设计

在采用传统的公共交通路网描述方法的公交网络中,会出现大量两节点间有多条同向边的情况,这使得无法求解公交网络中的最短路径问题.有鉴于此,文中提出了一种新的公交路网描述方法,该方法克服了以上问题,使得所有经典的最短路径算法都能够用于公交诱导系统.在此基础上设计了3个单目标和一个多目标公交诱导模型来满足不同乘客的需求,同时对文中提出的描述方法和模型的有效性进行了证明.最后,以广州市的公交线路网络为例,对所提出的公交诱导模型进行了试验,结果表明所提出的方法和模型是十分有效的.     

考虑时间维的城市公交专用道布局优化模型

针对一定规划时段内的城市公交专用道布局方案及时序安排,从公交专用道布设规划与建设实践以及路网需求的动态变化入手,利用网络优化方法提出了考虑时间维的公交专用道网络布局双层优化模型.该模型的上层模型是以最大化路网消费者剩余为目标的公交专用道网络布局设计决策,下层模型是以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型,并用遗传算法求解.文中还通过算例分析验证了该双层优化模型的有效性与实用性,以及考虑时间维的专用道网络布局方案相较于单一分阶段公交专用道布局方案的优越性.结果表明,文中建立的模型能够同时优化公交专用道的布局方案及建设时序.     

基于提高服务水平的公交发车频率优化模型研究

随着社会经济的发展,公交行车调度的重点逐渐由先前的单纯注重公交企业经济效益转向其服务水平的进一步提升.在此基本思想指导下,建立了基于以乘客利益最大化为主要目标的非等效实时优先协同优化公交网络调度模型的,并采用了遗传算法与模拟退火算法相结合的混合遗传-模拟退火(GA-SA)算法对公交行车调度发车频率进行优化,同时采用上海市公交调查数据对其进行了验证.结果表明该优化模型有较强的实用性.     

一种公交网络客流分配方法及其实用性研究

在现有公交客流分配方法的基础上,提出了完整的公交网络设计概念,并给出了公交网络的表示方法。根据公交线路特性,分析了换乘、发车频率、票价对客流分配的影响,将其考虑到公交网络的属性中,给出了网络中各种阻抗的计算方法。然后根据Log it模型提出公交网络客流分配方法和指标计算方法,并对此设计了实例进行计算和分析,其过程显示公交线网的特征,结果符合实际情况,计算速度也较快。提出的分配方法适用于公交客流分配,同时可以用于大型网络计算,扩展了公交规划算法的理论。     

基于双层规划模型的多时段公交专用道优化设计

设置公交专用道是解决城市拥堵问题的一种有效的措施,但是在设置公交专用道的同时会占用私家车的路权,减少私家车的道路通行能力,从而影响整个交通网络。为了对多时段公交专用道进行布局优化,考虑从整个交通网络出发,以网络中私家车和公共汽车总出行时间最小作为目标函数来建立双层规划模型求解最优的公交专用道布局,双层规划模型通过遗传算法进行求解。最后采用了算例进行了实例分析,验证了算法和模型的有效性,并分析了多时段情况下网络采用不同OD需求下的公交专用道优化布局。研究结果表明：采用双层规划模型在对多时段的公交专用道进行布局优化时,为了得到最优的公交专用道布局,需要道路网络将公交专用道开放时段内网络中每个小时的OD需求量作为网络的输入。     

配合城市轨道交通的公交专用道的布设

为缓解当前城市的交通问题,我国提倡公共交通优先,同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,本文提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设。第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

基于时间扩展网络的区域疏散公交路径规划

针对城市公交系统应急区域疏散路径规划问题,采用时间扩展网络建模技术对疏散公交路网进行了表达,进而建立了以疏散总出行时间最小化为目标函数的离散、动态疏散网络流模型,将公交网络的疏散路径优化问题转化为混合整数规划问题,并设计了启发式禁忌搜索(TABU)算法,用于快速求解公交疏散路径优化方案.最后,以长春市中心区路网为例,对公交系统的区域疏散问题进行了实证研究,着重对比了CPLEX9.0软件的精确求解与禁忌搜索算法的近似求解之间的性能差异.数值实验结果表明,时间扩展网络模型可以有效反映公交疏散系统的动态性,同时禁忌搜索算法能够在求解效率和求解精度上取得较好的折衷.     

配合城市轨道交通的公交专用道布设

为缓解当前城市的交通问题,提倡公共交通优先。同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标,用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设;第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

面向协同调度的公交时刻表鲁棒优化模型

为实现公共交通网络协同调度,以网络内总换乘负效用最小为目标,构建了考虑公交车辆运行随机性的时刻表鲁棒优化模型.线路间换乘衔接关系、公交车辆首站计划发车时刻、站点间运行时间和站点处停靠时间为模型主要输入参数,用于求解各线路首站计划发车时刻最优偏移量.由于所建优化模型为非凸规划模型,设计了包含蒙特卡洛仿真方法的遗传算法以获取模型近似最优解.最后,基于算例验证了公交时刻表鲁棒优化模型与遗传算法的可行性.结果表明,与现有时刻表相比,优化后时刻表可减少约22%的总换乘负效用,能有效改善公交网络内换乘服务.此外,与枚举算法求解结果的对比分析验证了遗传算法可行且高效.     

城市公交车辆互联自适应模型研究与实现

以城市公交车辆运行为研究对象,分析当前公交车辆的实际运行情况,利用移动自组织网络相关知识,提出一种自适应的公交车辆运行模型,最后利用相关网络仿真软件对系统模型进行仿真.仿真实验表明,利用自适应后的公交车辆仿真系统能够提高公交车辆的运行效率,此对城市公交车辆的实际运行具有重要的参考意义.     

基于WebGis的城市公交网络模型设计与实现

公交分析查询等功能是城市电子地图中的重要内容.利用赋权有向图理论分析了城市公交网络的特点及其拓扑模型,针对WebGis环境特点提出了基于SuperMap IS.NET的城市公交网络模型,并给出了在该模型下的公交线路查询方法.将该模型应用于德州市电子地图的开发中,通过实际应用证实了该模型的有效性和可行性.