基于数据挖掘的公交智能调度系统研究与实现

摘要

随着城市化进程的不断加快，城市交通压力日益增长，地铁已经成为世界上各大城市首选的用于缓解交通压力的重要举措，其同样也是加强城郊联系和带动周边城市群不断发展的重要交通工具之一。地铁以其高效、节能、环保的特点，已经备受人们的青睐，并且对其运行速度的要求也在不断提高。我国已有城市开通了运行速度为120km/h地铁列车，多个城市已在规划建设速度更高的城郊地铁列车。地铁车辆速度的提高必然会带来一系列的空气动力学问题。因此，论文分别采用三维数字化和CFD(ComputationalFluid Dynamics，计算流体动力学)方法，对B型地铁车辆头型进行了合理的改进和气动性能仿真分析，可为地铁车辆头型优化与再创新设计提供参考依据。
　　论文以我国某城市的B型地铁列车为改进对象，计算模型采用三辆编组形式，应用CATIA软件所提供的NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines，非均匀有理B样条)曲线曲面造型方法，在保持计算模型长度、宽度和高度不变的情况下，调整车端至司机室侧门中心线距离和车头曲面弧度，分别完成了两种B型地铁车辆车头设计。地铁列车的速度通常低于高速列车，因此其头部的流线型尺寸只能适当加长。设计完成后分别采用等照度线和高斯曲率评价方法对车头曲面质量进行了光顺评价。
　　应用ANSYS Fluent16.0流体计算软件，选取七种不同速度工况，分别完成了三种不同头型地铁列车外部流场模拟计算。列车外部流场采用不可压缩方程N-S和标准的k-ε湍流模型，比较分析了三种地铁列车设计方案在相同速度工况下气动阻力、气动升力以及车头表面压力等数据的差异。此外，通过对数据的拟合处理，得到了三种地铁列车设计方案的阻力系数分别为0.39、0.33和0.22，升力系数分别为0.22、0.24和0.08，阻力与升力的数值大体均随头车流线型尺寸的加大而逐渐减小。
　　最后，论文综合对比分析了三种不同头型设计方案的地铁列车在七种速度工况下的气动性能，表明随着地铁列车速度的不断提高，优化设计后的两种流线型地铁列车气动性能均优于现有的钝体型地铁列车。方案3地铁列车头车流线型优化效果较好，车头两侧与车身过渡均匀流畅，其气动性能最佳。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 公交调度研究现状与发展趋势

1．2．2 公交调度与数据挖掘

1．2．3 BRT智能调度研究现状与发展趋势

1．3 论文主要研究内容和思路

1．4 论文结构

2 基于数据挖掘的BRT智能调度系统总体设计

2．1 数据挖掘概述

2．2 数据挖掘体系结构

2．3 系统开发相关技术

2．3．1 数据挖掘技术

2．3．2 JeePlus技术

2．4 系统需求

2．4．1 功能性需求

2．4．2 非功能性需求

2．5 系统总体设计

2．5．1 系统总体架构设计

2．5．2 系统体系结构设计

2．5．3 系统逻辑结构设计

2．5．4 系统部署方案

2．6 本章小结

3 BRT智能调度系统数据挖掘方法研究

3．1 BRT基本信息采集及处理

3．1．1 BRT客流量数据采集及预处理

3．1．2 BRT车辆行驶数据的采集与预处理

3．2 BRT客流量分析与预测

3．2．1 BRT客流量分析

3．2．2 BRT客流量预测

3．2．3 实例验证

3．3 BRT行程时间分析与预测

3．3．1 BRT行程时间分析

3．3．2 BRT行程时间预测

3．3．3 实例验证

3．4 BRT智能调度模型设计

3．4．1 变量及符号说明

3．4．2 模型建立

3．4．3 模型求解

3．5 本章小结

4 基于JeePlus的BRT智能调度系统的设计

4．1 系统开发平台搭建

4．2 数据采集业务实现

4．2．1 历史数据采集业务实现

4．2．2 实时数据采集业务实现

4．3 系统功能实现

4．3．1 行车计划编制

4．3．2 实时监控

4．3．3 动态调度

4．3．4 数据管理统计

4．3．5 数据分析

4．4 数据查询

4．5 本章小结

5 系统调试

5．1 系统运行环境

5．2 功能调试

5．2．1 登录权限调试

5．2．2 车辆运行调度功能调试

5．2．3 车辆监控功能调试

5．2．3 客流量统计分析功能调试

5．3 性能调试

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果