考虑紧迫度的城市公交车辆应急救援设施动态选址研究

摘要

城市公共交通因其高效、绿色、经济等优点作为解决城市出行问题的有力工具，公共交通系统在不断地发展和扩大覆盖范围，但随着公交运营网络日趋扩展和公交车辆的不断增加，不可避免的公交车辆故障及事故所带来的问题也更加突出，不仅影响了城市公共交通的服务水平，还降低了道路通行能力，造成局部路段拥堵，甚至造成拥堵连锁效应。目前，我国城市公交车辆救援设施选址规划不能满足应急救援的需要，城市公交车辆的救援设施仍以位于市郊的公交保养厂为主，救援设施单一，对应急事件的响应时间长，救援效率低下。本文通过对公交车辆救援体系的研究和科学合理布设应急救援设施，缩短公交救援响应时间，提高公交救援效率，对于提升公交服务水平、保障社会效益有着重要的意义。　　本文全面分析了公交救援系统的主要内容，故障分析，救援流程等，指出了现有救援体系的不足之处，即公交救援设施选址不能满足现有公交运营网络的应急救援需求，距离需求点较远，救援效率低，救援响应时间长导致道路通行能力损失，救援供给与需求不匹配，同时实施成本较大，突出了科学合理设置公交救援设施的重要意义。　　本文通过分析现有城市公交车辆救援设施布局不足和实际救援需求特点，设置了两种不同功能定位的应急救援设施。在考虑救援需求的紧迫度的基础上，利用路阻函数计算不同交通流量情况下的路段通行时间，建立了在满足最低覆盖率的条件下，以高峰和平峰时段内覆盖需求最大、平均救援时间最短、实施成本最低为目标的两阶段多目标覆盖模型，并分别考虑了有无容量限制两种情况。采用分层序列法和遗传算法对其进行求解，并以四川省内江市为例阐述了模型的应用方法和求解过程，验证了选址模型和算法的有效性和可行性，具有实际应用价值，为决策者在需求随时间变化的情况下和不同目标下的公交救援设施选址提供了相关依据。

目录

声明

第1章绪论

1.1 研究背景及意义

1.研究背景

2.研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 广义选址问题研究

1.2.2 道路应急救援设施选址问题研究

1.2.3 文献综述

1.3 主要研究内容

1.4 研究方法及技术路线

1.5 本章小节

第2章常规公交应急救援系统介绍

2.1 常规公交故障分析及影响因素

2.1.1 常规公交故障来源及分析

2.1.2 影响公交行车安全的因素

2.2 常规公交应急救援系统

2.2.1 应急救援的任务

2.2.2 应急救援的要求

2.2.3 应急救援的管理体制

2.2.4 应急救援流程

2.3 常规公交救援体系存在的问题

2.4 本章小节

第3章城市公交车辆救援网络及需求分析

3.1 城市公交车辆救援网络构建

3.1.1 拓扑网络构建

3.1.2 需求点定义

3.1.3 救援设施定义及分类

3.2 救援需求分析

3.2.1 需求点紧迫度分析

3.2.2 需求点权重计算

3.2.3 需求时空分布动态变化

3.3 路径选择及行程时间估计

3.3.1 最短路径选择

3.3.2 路段行程时间估计

第4章城市公交车辆应急救援设施动态选址模型

4.1 模型准备

4.1.1 问题描述

4.1.2 模型假设

4.2 模型构建

4.2.1 符号定义

4.2.2 目标函数的建立

4.2.3 无容量限制模型

4.2.4 容量限制模型

4.3 模型求解

4.3.1 选址模型算法介绍

4.3.2 算法设计

第5章实例分析

5.1 内江市公交运行现状

5.1.1 内江市中心城区道路基本情况

5.1.2 内江市公交线网数据

5.2 数据准备

5.2.1 路段行程时间与需求点权重计算

5.2.2 候选救援设施

5.3 实例分析结果

5.3.1 最优设施个数确定

5.3.2 求解最优解

5.4 对比分析

结 论

致谢

参考文献

附录1 内江市公交线网基础数据

附录2 遗传算法求解代码

攻读硕士学位期间发表的论文