常规公交线网优化的数学模型构建及算法研究

摘要

伴随着全球经济的发展和城市人口与机动车数量的快速增长,世界各国多数城市,尤其是大城市面临着巨大的交通压力,主要表现在交通拥挤加剧、交通事故增多、能源消耗上升、城市环境恶化等方面。交通问题已然成为制约世界各国城市经济进一步发展的因素之一。国外成功经验表明,优先发展城市公共交通,建立一个运营高效、合理的公交系统可以有效缓解以上问题,而对于任何一个城市的公共交通系统,作为公交规划核心内容的公交线网设计和优化,其结果是否合理直接影响着公交规划的可操作性和合理性。
　　基于以上背景,本文在对国内外有关城市公交线网优化研究进行分析的基础上,考虑在城市公交运力有限条件下,建立以乘客换乘次数和乘客旅行时间最小化为目标的双目标优化模型,运用LIN GO优化软件结合小规模问题算例验证该模型的准确性。针对本文所构建的公交线网优化模型特征采用遗传算法对该模型进行求解设计,对巴彦淖尔市临河区公交线网进行优化,生成优化方案。通过比较优化方案与现状线网各项公交线网评价指标值(线网总长度、线网密度、站点覆盖率、非直线系数等),从中可以看出,优化方案的各项评价指标与现状相比均有了很大的提高。结果表明,本文所建立的模型及算法可用于常规公交线网优化,其得到了比较好的结果,证明了模型的准确性和算法的有效性。

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第一章 绪论

1. 1 研究背景

1. 2 研究意义

1. 3 国内外研究现状

1. 4 研究内容及技术路线

第二章 公交线网设计相关理论

2. 1 公交线网设计问题

2. 2 常见的公交线网布局形式

2. 3 公交线网描述

2. 4 公交线网优化的影响因素

2. 5 线网规划方法

2. 6 线网优化模型

2. 7 城市公共交通线网评价指标体系

2. 8 本章小结

第三章 公交线网设计的数学模型

3. 1公交线网设计问题数学模型的构建

3. 2 模型的检验

3. 3 本章小结

4. 1 求解算法比选分析

4. 2 遗传算法概述

2. 基本遗传算法的步骤（1）染色体编码与解码

4. 3 基于遗传算法的公交线网优化模型的算法设计

4. 4 本章小结

第五章 算例分析—巴彦淖尔市临河区公交线网优化

5. 1 算例介绍

5. 2 算例结果分析

5. 3 线网优化评价分析

5. 4 本章小结

1、主要工作和研究结论

2、有待进一步研究的问题

附录

1. 参与的课题

2. 发表的学术论文

致谢