基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法

摘要

公交智能化调度依靠新技术（通讯、导航）可以提高公交车辆的信息服务水平及准时性，进而提高公交出行的吸引力。公交乘客出行路径选择与公交区域调度是公交智能化调度研究的重要内容，两者相辅相成、协调一致。前者帮助公交乘客快速选择出行路径、换乘线路，提升乘客的出行效率；后者帮助公交企业在发车数一定的条件下，通过调整运营周期各线路的发车时刻，减少公交区域乘客的换乘等待时间。因此，研究基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法具有重要的意义。本文的研究内容主要分为三部分：基于换乘的公交乘客出行路径优化方法、基于换乘优化公交区域调度、公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术。
　　 对于基于换乘的公交乘客出行路径优化方法，本文首先分析公交网络及其表示方法，为基于换乘的公交乘客出行路径优化算法研究提供路网基础；然后分析乘客出行路径的特征，包括乘客的出行路径选择行为、公交出行完整路径、出行时耗、站点平均等车时间及线路选择概率等方面内容，为公交乘客出行路径优化算法研究提供理论依据与技术支持；最后提出了以换乘次数最少为第一目标，以出行时耗最少为第二目标，同时考虑步行换乘与等车时间对乘客出行路径选择的影响，建立合理的公交乘客出行路径优化算法，并进行算例分析。
　　 对于基于换乘优化的公交区域调度，本文首先分析公交换乘的类型与特点，从同步换乘与步行换乘两个角度出发，建立两条公交线路间基于换乘等待时间最短的公交调度模型：然后以两条线路之间的调度方法为基础，结合公交区域站点换乘权重与线路换乘吸引度，设计相应的算法对公交区域各线路发车时刻进行逐条优化，达到减少公交区域总换乘等待时间的目的，并进行算例分析。
　　 对于公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术，本文首先分析了两者之间的关系，为反馈与调整的算法提供理论指导；然后探讨了基于静态交通参数（假设公交行驶速度与站点间的行驶时间不变）的反馈与调整算法，并结合公交车载设备采集的实时公交运营信息，分析基于公交实时信息的反馈与调整算法；最后分析了车辆自动定位技术及实时信息反馈技术，为实现公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈与调整提供技术支持。
　　 研究结果证明：通过充分考虑乘客步行换乘和站点等车时间对出行路径选择的影响，使得改进后的公交乘客出行路径算法更符合乘客的出行特征，提高乘客的出行效率；通过优化各线路的发车时刻，可以大大缩短公交区域乘客的换乘等待时间，提高公交资源的利用率：通过对公交乘客路径与公交区域调度参数进行反馈与调整，能够实现公交区域调度方案的实时更新。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 论文研究的背景及意义

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国外研究概况

1.2.2 国内研究概况

1.2.3 现有研究工作总结

1.3 拟研究的内容及重点与难点分析

1.3.1 拟研究的内容

1.3.2 研究的重点与难点

1.4 方法与技术路线

1.5 论文组织结构与主要研究结论

1.5.1 论文组织结构

1.5.2 主要研究结论

1.6 本章小结

第二章 公交乘客换乘分析

2.1 公交换乘概述

2.2 公交换乘的类型

2.3 公交换乘衔接的基本原则

2.4 换乘系统在整个公共交通中的作用

2.5 公交换乘影响因素分析

2.5.1 换乘次数

2.5.2 出行距离

2.5.3 出行时耗

2.5.4 准时性

2.5.5 舒适性

2.5.6 安全性

2.5.7 经济性

2.5.8 高效性

2.6 公交乘客出行行为分析

2.6.1 公交乘客换乘行为分析

2.6.2 公交乘客路径选择考虑因素

2.7 本章小结

第三章 基于换乘的公交乘客出行路径优化方法

3.1 公交网络分析及表示方法

3.1.1 公交网络构成要素

3.1.2 公交网络的表示

3.1.3 公交站点与线路抽象方法

3.2 公交乘客出行路径特征分析

3.2.1 公交乘客出行路径选择行为分析

3.2.2 公交乘客出行的完整路径

3.2.3 出行时耗的计算方法

3.2.4 多线路选择条件下乘客的平均等车时间与线路选择概率分析

3.3 公交乘客出行最优路径算法

3.3.1 基于换乘次数最少的最优路径算法

3.3.2 乘客选择最优公交出行路径模型及算法

3.4 本章小结

第四章 基于换乘优化的公交区域调度

4.1 公交区域调度

4.2 已有的公交区域调度研究成果

4.2.1 基于同步换乘次数最多的公交区域调度

4.2.2 基于总换乘等待时间最短的公交区域调度

4.2.3 基于总等车时间最短的公交区域调度

4.3 基于换乘优化的两条公交线路之间的公交调度

4.3.1 公交换乘客流量的调查方法

4.3.2 基于换乘优化的两条线路间的调度优化模型

4.3.3 两条线路间乘客换乘等待时间的特征分析

4.3.4 基于换乘优化的两条公交线路间的调度优化模型求解方法

4.4 基于换乘优化的公交区域调度

4.4.1 算法设计

4.4.2 算法求解

4.4.3 算例分析

4.5 本章小结

第五章 公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术

5.1 公交乘客路径选择与公交区域调度间的关系

5.2 公交乘客路径选择与区域调度参数的反馈技术

5.2.1 基于静态交通参数的反馈与调整技术

5.2.2 基于公交实时信息的反馈与调整技术

5.3 车辆自动定位技术及实时信息反馈技术

5.3.1 车辆自动定位的主要技术

5.3.2 车辆运行实时信息反馈技术

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 主要研究工作及研究成果

6.2 主要创新点

6.3 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及参加的科研工作

附录