高铁站接驳公交动态线路设计及优化

摘要

中国高速铁路的快速发展，在方便乘客城际出行，带动地区经济进步的同时，也给高速铁路与城市公共交通的衔接带来了新的挑战。如何实现为高速铁路进出客流提供高品质的城市公共交通接驳服务，是一个具有较强的现实意义和实际价值的问题。为了解决这个问题，提升高铁站的客流疏散能力，满足乘客多样化的乘车需求，高铁站接驳公交应运而生。本论文在立足于国内外有关需求响应公交系统线路设计和优化方法的基础上，对高铁站接驳公交动态线路进行研究，具体内容如下:
　　(1)对高铁站接驳公交动态线路系统进行分析，简述动态线路的基本形式，比较与常规公交的不同。依托高铁站接驳公交动态线路的运营现状以及高铁站乘客意愿调查和时空特性分析，确定了高铁站接驳公交动态线路开行具有可行性，随后分析了高铁站接驳公交动态线路所涉及到的具体要素，为模型的建立准备了条件。
　　(2)将K-means算法应用于站点选址，分析其存在的不足并进行改进，通过改进K-means聚类算法完成线路停靠站点的选址。线路模型设计方面，以乘客和企业成本最低为目标，建立第一阶段模型，确定车辆的初始路线;以乘客车内乘坐时间、临时站点乘客候车时间以及企业成本最优为目标，建立高铁站接驳公交动态线路第二阶段模型，确定响应实时需求的车辆行驶路线。约束条件包括核载约束、首末站约束、车辆行驶路径约束、响应实时需求约束、松弛时间约束和时间窗约束。
　　(3)模型采用微进化算法求解，根据问题确定编码方案、初始种群数量、适应度函数以及进化策略，并且通过引入原始对偶算子和变异算子，提高算法整体的速度和效率。
　　(4)设计案例，以北京南站和方庄地区的实际情况和数据为实例，进行验证分析，运用MATLAB构建模型和算法，结合改进的K-means算法和微进化算法进行路径的求解，最后对结果进行分析和比较，验证了模型和算法的可行性和实用性。

目录

声明

致谢

摘要

1．1．1研究背景

1．1．2研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究现状

1．3研究内容及技术路线

2 高铁站接驳公交动态线路系统分析

2．1 动态线路的形式与特点

2．1．1动态线路的基本形式

2．1．2动态线路与常规公交线路比较

2．2高铁站接驳公交动态线路概述

2．2．1 高铁站接驳公交动态线路的含义与特点

2．2．2高铁站接驳公交动态线路运营概况

2．3 高铁站接驳公交动态线路系统特性

2．3．1 高铁站接驳公交动态线路系统组成

2．3．2高铁站接驳公交动态线路的平台构架

2．4高铁站接驳公交动态线路可行性分析

2．4．1乘客意愿调查

2．4．2乘客出行需求时空特性分析

2．4．3 发展优势和现状存在问题

2．5 高铁站接驳公交动态线路的要素分析

2．6本章小结

3 高铁站接驳公交动态线路模型设计

3．1 问题描述

3．2 站点选址

3．2．1确定站点选址

3．2．2符号定义

3．2．3 K-means算法简介

3．2．4改进的K-means算法

3．3 高铁站接驳公交动态线路模型设计

3．3．1建模思路

3．3．2模型假设

3．3．3模型参数定义

3．3．4模型构建

3．4本章小结

4 高铁站接驳公交动态线路算法设计

4．1微进化算法

4．2基于微进化算法的模型求解方法

4．2．1编码方案

4．2．2初始种群数量的确定

4．2．3适应度函数

4．2．4 进化策略

4．2．5变异算子

4．2．6原始对偶算子

4．3算法实现流程

4．4本章小结

5．1 实例简介

5．2实例数据

5．2．1道路及站点数据

5．2．2乘客需求数据

5．2．3模型参数设置

5．3案例求解

5．3．1求解结果

5．3．2算法的比较

5．3．3 算法分析

5．4本章小结

6．1 研究结论

6．2研究展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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