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.     

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.     

设定服务水平的公交专用道通行能力研究

基于通行能力理论,按照普通公交专用道和高等级公交专用道的设置目的,以平均行程车速作为关键指标,设定相应的服务水平,采用理论模型和仿真模型相结合的方法,研究两类公交专用道的通行能力.     

基于多元Logit模型的城市公交准时可靠性分析

以多维度大数据为基础,分析不同时间、不同天气条件下的公交准时可靠性.结果表明:工作日和晚高峰期间的准时比例明显低于其他时段,周六和周日午夜的准时比例明显低于工作日午夜的准时比例;利用多元Logit模型预测了公交早到、晚到和准时与环境变量、时间变量及运行特性等之间的定量关系.结果表明:公交准时性在晚高峰、线路末端和恶劣天气条件下降低.研究结果可为出行者制定出行计划提供依据,减少等待时间;同时可为管理者优化公交发车间隔,提高公交服务水平提供有效的决策支持.     

考虑随机行驶时间的单线路公交时刻表设计优化模型

研究了车辆随机行驶时间情况下的单线路公交时刻表设计问题.考虑了公交运营者主观偏好对最优时刻表设计的影响,建立了以车辆到站时刻偏差和车辆超时行驶时间的权重之和最小为优化目标的随机期望值模型.采用Monte Carlo仿真和不等式约束的方法将该期望值模型转化为线性规划模型,然后使用优化求解器CPLEX求解模型.最后通过一个算例,分别对模型中可用的线路行驶时间参数、晚于时刻表到站时刻偏差的惩罚系数、车辆超时行驶时间的惩罚系数及随机行驶时间的方差进行了灵敏度分析.     

快速公交站间距服务水平分级方法

提出基于有序Logistic回归模型的服务水平分级临界值确定方法.通过提出快速公交不同站间距的客流量估算方法和建立站间距与公交车运行速度的三次方函数,标定了快速公交的仿真参数.采用VISSIM软件建立不同站间距(500～1 500 m)的快速公交仿真系统,据此制作了包含到站、等车、乘车、离站4个阶段的快速公交出行视频短片.通过受访者观看快速公交出行视频短片进行视频实验,收集到126份不同站间距的服务水平数据,采用提出的分级临界值确定方法建立了快速公交的站间距服务水平分级.所建分级中A级～F级的临界值分别为300,460,850,1 300,1 900 m.所建分级可指导快速公交规划及建设中的站间距设置,可评价现状站间距所提供的服务水平.     

基于NSGA算法的公交车辆调度优化模型

公交车辆调度方案的优化对于提高公交服务水平,促进公交事业的快速发展至关重要.在乘客与公交公司利益博弈的基础上,基于极小极大思想,考虑公交车车辆容量的限制及城市道路信号控制的干扰因素,建立公交发车间隔优化模型,并利用非支配排序遗传算法(NSGA)进行模型的求解.以河南省焦作市的公交线路为例进行验证,优化结果显示乘客的平均等车时间相对减少48.3%,公交车的全日平均满载率下降了3.8%,公交服务水平有所改善.     

基于交通态势可视化分析的公交专用道布局

交通拥堵问题是困扰城市的普遍难题,科学地规划公交专用道是在城市道路空间资源有限的情况下提高运输效率的有效手段。探讨如何利用交通态势数据和路网信息来规划和评估公交专用道布局问题。首先选取公交专用道布局的研究范围,借助道路交通信息技术,利用交通路况分析与发布平台的大数据,将区域交通态势可视化,做交通路网态势评价,提出该区域的公交专用道布设方案。再从路网整体效益出发,构建以碳排放量最小和系统总出行时间最少为优化目标的多目标优化模型,分析设置公交专用道的效益。最后以南昌市中心某片区为例,选取交通拥堵严重、暂无公交专用道、且满足公交专用道设置条件的路段提出公交专用道布设方案,结果表明设置公交专用道能减少路网中车辆碳排放、改善路段的整体通行效率,减碳平均优化率为4%,时间效益平均提升5%,可知本文提出的优化方法有利于得到合理有效的公交专用道优化方案,为城市交通管理者提供决策依据。     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

快速公交服务水平模糊分级方法

提出了“分类评价指标、构建隶属度矩阵、绘制隶属函数图”的快速公交服务水平模糊分级方法.选取到站时间、等车时间、公交车速度作为评价指标,采用自主开发的公交出行调查系统开展快速公交乘客出行调查,基于调查所获数据采用模糊分级方法建立了快速公交服务水平的模糊分级.与目前国内外使用的硬分级对比后发现:模糊分级消除了清晰的边界,通过隶属度来体现评价指标属于不同服务水平等级的程度,评价指标变化引起的服务水平变化通过隶属度改变得以体现,从而有效地克服了硬分级存在的问题.     

Campus Bus Network Design and Evaluation Based on the Route Property

A campus bus network design and evaluation,taking Tsinghua University as an example,is investigated in this paper.To minimize the total cost for both passengers and operator,the campus bus system planning in a sequential approach is discussed,including the route network design,headway(i.e.,the inverse of service frequency) optimization,and system evaluation.The improved genetic algorithm is proposed to optimize the route network based on the route property,and the impacts of the fluctuation of passenger demand and average traveling time are analyzed.The identity proportion in the headway optimization is then introduced with full consideration of its impacts.Based on the actual variety of passenger demand,a non-fixed schedule demonstrates its efficiency.VISSIM is finally adopted to simulate the campus bus system and a comprehensive evaluation system for the campus bus is developed.Compared with the current bus network and the one without considering the route property,the evaluation of the proposed approach shows an improvement of 18.7% and 10.1%,respectively.Moreover,the sequential approach shows an efficiency improvement over the alternative method.It is of great significance for the development of public transit systems in large industrial parks to decrease the total cost for both passengers and operator.     

基于遗传算法的多服务模式公交优化设计

基于独立公交走廊需求特征,利用公交客流起点到终点(OD)数据,建立了以发车频率和公交车型为主要输出参数的多服务模式公交优化设计模型.针对模型求解的复杂性,应用遗传算法进行求解.最后,结合上海公交737路公交客流走廊数据给出了优化算例.结果表明,模型具有较强的实用性,能快速有效地求解出多服务模式的公交优化组合.     

基于随机决策的公交车辆滞站策略

公交车辆在线路运行中受到多种随机因素的影响,如道路交通状况、站点乘客上下车等,导致同一线路公交车辆的车头时距产生较大波动,降低公交车辆的运载效率及服务质量。滞站策略能够有效保持公交车辆车头时距的稳定性。鉴于随机因素对公交线路的影响,将公交滞站问题看成多阶段随机决策过程,利用随机决策理论和动态规划的最优化原理,确定出每辆车到达控制点时的最佳滞留时间,使整个线路车头时距波动方差的期望值最小化,进而得到最佳公交车辆滞站决策方案。通过实例分析,随机决策滞站策略,能够显著降低乘客的平均等待时间,提高公交服务质量,且在稳定性及抗干扰性具有明显优势。     

蒙特卡罗法在公交线路运行时间可靠性计算中的应用

运用蒙特卡罗随机模拟的方法,计算了公交线路的运行时间可靠性,建立了公交线路运行时间可靠性的数学模型,对服务时间水平进行了评价.其结果对于先进的公共交通系统(APTS)条件下,有固定时刻表的公交线路的时间可靠性分析具有重要意义.     

考虑公交车内拥挤的区间公交优化设计

为满足公交客流走廊集聚的需求,研究了全程车和区间车形成的多服务模式公交优化设计问题.针对公交走廊需求特征,利用公交客流起止点(OD)数据,建立了双层优化模型,上层模型以发车频率和公交座位数为主要输出参数的公交设计研究模型,下层模型为经典的随机选择(SUE)模型,应用序列二次规划(SQP)算法求解模型.最后结合相关案例给出了优化算例,案例结果表明,模型具有较强的实用性,能够较好地反映公交车内拥挤对乘客出行成本的影响,能有效地提高公交走廊的运营效率.同时,模型通过输出不同站点上车在各站点能找到座位的概率,优化乘客选择不同公交出行的行为,均衡了公交客流,提高了车辆服务质量.     

基于隐马尔可夫模型的公交乘客出行链识别方法

以公交IC卡数据为基础,结合公交站点周边土地类型及乘客时空转移序列构建隐马尔可夫模型对乘客的出行目的进行识别,继而实现完整乘客公交出行链的提取。采用石家庄某一工作日的公交IC卡数据来实现模型,并与同日期的公交乘客出行调查数据对比,结果表明模型与实际调查结果较为吻合,工作日公交乘客出行链以通勤类出行链为主,总占比达81.87%,通勤活动具有很强的时效性。本文模型为公交IC卡数据的深度研究提供了一定的基础。     

定制公交居民出行方式选择的影响因素

掌握影响定制公交选择概率的因素,对于定制公交的运营管理具有重要作用。结合广义Logit回归模型和条件Logit回归模型的混合模型,将居民个人属性与出行方案属性同时考虑进出行方式效用函数中。根据定制公交的在旅途距离及服务水平的设置定位,选取定制公交、出租车与常规公交作为出行选择集。运用问卷调查数据进行模型参数拟合,得到不同影响因素对于出行方式的边际效用和分布概率的影响。通过拟合结果,得到出行价格变量的系数在常规公交及定制公交1的效用函数中绝对值较大,分别为0.195 4和0.117 3,而在定制公交2和出租车的效用函数中绝对值较小,分别为0.156 1和0.057 1。行程时间变量在定制公交2和出租车效用函数中的绝对值较大,分别为0.073 5和0.080 7,在常规公交和定制公交1的效用函数中绝对值较小,分别为0.020 4和0.015 0。说明定制公交的服务需根据潜在乘客的出行价格及出行时间敏感度进行设置,研究结果对设置定制公交运营策略具有重要参考意义。     

公共汽车交通专用道及其停靠站最佳布置方法

针对国内外常用的路边型和路中型公交专用道布置模式 ,对比不同条件下公交车的车均延误差异 ,论证了公交专用道的最佳位置 ;在此基础上 ,重点分析了路中型专用道的中途停靠站设置于交叉口进口道和出口道的 2种模式 ,通过建立公交车车均延误模型及交通仿真分析 ,论证了停靠站的最佳布置位置 .     

城市快速公交系统运营的可行性分析方法

以TransCAD软件与Vissim软件为技术支撑,对城市快速公交系统运营的可行性分析方法进行了研究。主要应用TransCAD软件中的回归分析模型、Logit模型与Vissim软件中的仿真与评价模块来解决政府部门在决策时遇到的:(1)出行者对快速公交系统的交通需求预测;(2)其运营对其他出行方式的影响预测。同时能够得出快速公交系统的最佳的设计方案。最后,以参数计算为例演示了可行性分析与最佳方案得出的流程。