公交网络最优路径选择算法研究

公交乘客出行路径的选择是公共交通信息查询的重要内容.依据公交线路网络的特点以及公交路径选择的需要构造了公交线路网络的数学模型,在Dijkstra算法的基础上综合考虑乘客出行的乘车习惯、线路距离、换乘次数和乘车费用等因素,并考虑了多种不同的换乘方式和不同的线路类型对选路的影响,设计并验证了能够满足多种出行特点的路径选择算法.     

基于公交可达性的公交站距优化方法

提出了在公交运营成本、乘客舒适度等众多约束下提高公交可达性的公交站距优化方法.对公交可达性给出了新的度量方法,该方法分别以公交运营速度和公交客流量衡量空间可达性和时间可达性.利用公交站点覆盖面影响系数和潜在公交客流量,研究公交站距对公交客流量的影响;通过分析公交运营速度与公交站点停留时间、公交车加减速次数等因素的内在关系,研究公交站距对公交运营速度的影响.以秦皇岛公交线路为实例,结果显示提高公交可达性的有效途径是使用不大于5 min的低发车间隔,无论公交客流量大小,最优公交站距都可以保持在600 m以下;而对高发车间隔,公交站距在900～1 400 m才能获得较高的可达性,而相比低发车间隔,公交可达性显著下降.     

基于ArcGIS的公交换乘功能研究及实现

针对沈阳市的公交运行线路、公交站点和城市道路进行分析研究之后,结合ArcGIS软件的特点,研发出公交换乘系统。系统实现地图放大、缩小、漫游等GIS软件所具备的基本功能。乘客能够对现有的公交站点、公交线路,地名进行查询,并可以对查询信息进行定位。乘客输入任意出行起点、终点,系统可在相应的约束条件下,查找搜索出最优公交出行路径和换乘方案。     

基于改进蜂群算法的城市公交网络设计

针对公交网络设计问题,基于OD矩阵提出了一种贪婪算法生成初始公交线路集,利用改进蜂群算法通过循环迭代对初始解集进行改进,从而生成最优公交线路集.模型以乘客总乘车时间与加权换乘次数之和为优化目标,以乘客平均乘车时间、乘客换乘次数占比为评价指标.最后,利用瑞士Mandl网络对算法进行验证,结果表明:与既有研究相比,利用改进蜂群算法所得的线路集合乘客平均乘车时间更少,直达乘客比例更高.与遗传算法、爬山算法和禁忌算法比较,改进蜂群算法耗时更少,能够有效的应用于大规模的公交网络设计.     

考虑乘客滞站的相交线路公交时刻表优化模型

为了分析公交线路发车时刻优化问题,本文以相交且发生换乘的两条公交线路作为研究对象,在考虑乘客滞站的前提下,以候车总时间、换乘等待时间和非换乘乘客候车时间最短为目标函数,构建公交时刻表优化模型。并选择了呼和浩特市4路公交“金隅环球中心至医科大学附属医院”段、78路“呼市公交公司至赛罕区教育局”段两条线路作为研究对象,利用构建的优化模型通过遗传算法进行求解。结果显示：应用本文提出的公交时刻表优化方案,乘客换乘等待时间和乘客总候车时间分别节省了18.1%和10.7%。可见,本文提出的优化模型可以有效提高相交线路的运行效率。     

公交网络最优路径的一种改进求解算法

通过对多种公交网络中求解最优路径算法的分析,提出了一种考虑公交线路票价变化,并以总行程时间最短与换乘次数最少相结合为原则的公交路径寻优新算法.同时对公交换乘中换乘点的选择、步行时间及等车时间作了较详细的分析.以一个算例对新算法的有效性进行了验证.     

基于分区聚类方法求解接运公交网络设计问题

在接运公交网络设计问题中引入中垂线分区和最短路径分区两种聚类方法,有效化解了公交线路重叠、服务交叉问题.基于最短路径分区聚类方法,以乘客、公交公司和轨道交通运营者三方的总花费最小为目标,通过改进染色体编码方法和遗传操作策略,成功解决了多对一模式下的接运公交网络设计问题.考察了公交线路长度和乘客需求对线路条数、运营频率及总花费等网络性能的影响,结果显示,线路长度或乘客需求增加对线路条数和运行频率影响不大,但总花费增长较快;而线路长度或乘客需求减少时总花费快速减少,但线路结构未必最优.仿真结果说明,基于分区聚类方法的接运公交网络不仅能够完全覆盖服务区域,而且有利于消除冗余线路,降低总花费.     

上海市公交网络拓扑性质研究

运用复杂网络理论研究上海市公交网络.分别以公交站点完全连接、公交线路和公交站点邻近连接建立了3种不同的网络.以Matlab软件为辅助工具,得出上海市公交网络的拓扑结构,和一些静态几何量及其统计性质,如度分布、群聚系数、平均路径长度及介数等.运用这些静态几何量进行网的拓扑性质分析.     

公共交通系统最佳路径算法

在分析城市道路网络最短路径算法(SP算法)和公交网络的特点的基础上,提出公共交通系统最佳路径算法.首先引入直达矩阵(T矩阵)和最小换乘矩阵(Q矩阵),讨论公交网络节点间换乘问题,得出最少换乘算法.利用Q矩阵确定节点间最少换乘次数,评价公交网络方便可达性.其次结合最少换乘算法,对最短路径算法(Dijkstra算法)进行改进.在标号过程中,利用Q矩阵对待检验T标号点进行筛选,减少T标号计算量,得到一条综合考虑路径长度和换乘的最佳路径.最后用一个简单的算例进行验算,说明该算法适用于一般公交网络,特别是换乘代价较高的公交网络.     

考虑不均匀发车间隔的公交网络时刻表优化模型

公交网络时刻表设计就是通过优化各线路车次的发车时间,使不同线路的车辆协同到达换乘站点,以方便乘客换乘.研究了不均匀发车间隔情况下公交网络时刻表设计问题.使用数学不等式描述了乘客的换乘等待时间,构建了以最小化乘客总换乘等待时间为目标的混合整数规划模型,分析了该模型的计算复杂性和可行解的空间结构特征.基于模型特征分析,设计了能缩减求解空间的预处理方法.采用CPLEX优化软件对预处理后的模型进行求解.通过计算不同算例,验证了求解方法和模型的有效性.     

考虑换乘时间需求的响应型接驳公交系统的协调优化

乘客换乘时间需求是响应型接驳公交提供换乘服务时应考虑的一个重要因素.为此,提出一种考虑换乘时间需求的响应型接驳公交运行路径与调度协调优化方法.首先,将乘客按是否有特定换乘班次需求进行分类;然后,以同时接送模式下响应型接驳公交为研究对象,以乘客与运营商的效用加权之和最大为目标,以乘客换乘时间需求、乘客预约时间窗、车辆容量、车辆单程最大行程时间等为约束,构建发车间隔和运行路径一体化的协调优化模型,并基于遗传算法设计求解算法;最后,以长沙市地铁一号线尚双塘站周边区域为例进行实例分析.结果 表明:与单接单送模式相比,同时接送模式系统的总效用提升了17.1％,同时接送模式的优越性显著;乘客换乘时间需求导致系统的总效用降低了9.42％,但考虑换乘时间需求提升了乘客的换乘效率,降低的系统总效用是可接受的;中小型车比较适合响应型接驳公交系统.     

上海市加权公交站点网络拓扑结构分析

构建上海公交站点的加权网络模型,研究加权网络静态统计性质,包括节点强度分布、加权群聚系数和相关性.研究发现:一个停靠站点上的饱和运输量和该站点的连接密度之间是一种超线性的关系,该发现为分析公交客流量分布提供了重要的借鉴.研究还比较了加权前后集聚系数和节点相关性的变化,发现运输量大的节点之间建立公交线路的可能性也较大,而且这些连接强度较大的节点之间的公交路段交通压力也偏大.文末提出了一些改善这类公交状况的建议.     

基于复杂网络的武汉市公交网络特性研究

基于复杂网络的思想,以Gephi软件为分析工具,对武汉市公共汽车交通系统建立了邻近站点、公交线路和公交换乘3种复杂网络,获得了这3种网络的拓扑结构和几个静态几何量参数,并分析了这些网络的拓扑结构特性。结果显示,武汉公交基本可以满足当前需求,但是仍存在分布不均、乘客候车时间过长、个别站点不能通过换乘到达等问题。针对此类问题提出了优化建议。     

公交最优路径选择的数学模型及算法

在公交出行查询系统最关键的部分是寻找两站点间乘车的出行最优路径问题.建立了以最种小换乘次数为第一目标,最小途经站点为第二目标的公交出行最优路径模型.同时,设计了一种算法以确定最优公交线路序列,分析了线路相交的几种情况,给出了换乘点选择方法.     

公交查询系统的开发与设计

分析了公交网络的特点及乘客出行心理特征,利用数据库技术设计了公交网络数据结构,建立了以换乘次数最少为第一目标、出行距离最短为第二目标的公交网络查询算法,最后给出了长春市公交线路查询系统的框架结构。     

基于层次分析法和多元非线性函数的公交线网运行效能评价

文章从乘客满意度出发,针对公交线网布设和公交调度,对传统众多且复杂的公交评价指标进行筛选、综合和优化。为了克服主观因素影响,选取换乘时间效率、平均换乘次数及线网平均满载率3个指标,分别应用层次分析法和多元非线性函数法构建综合评价模型。对以上海55路公交为中心线路的公交线网进行评价,得到上述2种方法的综合指标值分别为0.843、0.705,该结果说明从乘客角度,公交线网整体运行状况良好;另一方面,当55路发车间隔增加5min,相应综合指标值下降为0.823和0.675,该结果表明,增大发车间隔延长了候车时间,会提高线路满载率,但也降低了公交服务乘客满意度。研究结果验证了所选取的评价指标、建立的评价模型对公交线网的设计和修正以及公交运营调度完善具有一定的参考价值。     

城市建成区轨道站公交换乘设施规划方法

基于城市建成区大量轨道站点客流换乘特征调查数据,对轨道站公交换乘客流比例、客流空间分布、公交客流吸引范围进行分析,依托轨道网络提出轨道站点公交线路优化规划方法,给出轨道站点出入口始发公交线路、途经公交线路的公交换乘设施用地估算方法.     

基于运行图的轨道交通网络动态可达性研究

网络各站之间的可达性特别是首末班车可达性衔接方案的生成和发布,对提升城市轨道交通智能化管理水平具有重要意义.OD(起讫点)之间动态可达性,主要依赖于城市轨道交通物理网络和列车运行网络,需综合考虑列车运行图的刚性控制和乘客换乘走行的柔性影响.根据弹性换乘时间,定义完全可达、条件可达和不可达三个层次,构建网络动态可达性的衔接模型,并提出推算流程.以实际城轨线网为例,确定了某OD对之间的可达时间域,表明该方法的推算结果可作为乘客出行向导的依据.     

镇江公交网络静态特性分析

城市公交系统在城市交通中具有重要作用,城市公交网络的静态特性对公交系统的性能具有重要影响。针对镇江公交特点,采用公交站点网络（SpaceL）方法对镇江公交网络建模,通过计算节点度、路径长度和聚集系数及其分布规律,分析镇江公交网络的静态特性。结果表明,镇江公交站点网络节点度分布服从指数分布,平均路径长度为14．9019,平均聚集系数为0．1039,具有明显的小世界网络特性。     

基于乘客风险意识的公交均衡配流

不确定的公交出行时间可能致使乘客无法准时到达目的地,因此有必要将乘客的风险意识作为公交路径选择的标准之一. 将公交到达延误惩罚费用纳入乘客路径选择标准,描述公交出行时间不确定下乘客的路径选择心理,建立具有风险意识的乘客公交均衡配流模型,设计基于路径的求解算法并应用于小型公交网络. 结果证明惩罚权重大于1的条件下,随着可接受到达时间的增大,乘客的路径选择心理由风险规避逐渐转变为风险倾向. 因此,公交到达延误惩罚费用能够描述乘客公交路径选择的风险意识.