基于公交GPS和IC卡数据的公交线网优化方法

摘要

随着城市人口的剧增以及机动交通的不断发展，交通拥堵逐渐成为不可忽视的问题之一。我国倡导优先发展公共交通，缓解交通拥堵问题。线网是公交运营的基本，对公交线网进行合理地布置能有效提高公交运营的效益。而作为信息化时代，公交GPS与IC卡数据作为基础性资料，能够准确、可靠、连续获得数据，并实时记录乘客的刷卡时间和公交的运行情况，是公交线网规划以及相应公交规划重要的数据基础和保障。
　　为进行公交线网的优化，本文通过整理公交GPS和IC卡数据，推算公交出行OD矩阵。本文基于遗传算法建立模型，结合得到的OD矩阵，进行公交线网优化方法。具体研究工作如下:
　　(1)提出论文的研究背景，从公交GPS与IC卡数据应用、公交OD推算、公交线网优化三方面分析了国内外现状的研究，并对研究内容和技术路线进行了说明。
　　(2)利用已处理的基础数据进行公交出行OD的推算。根据公交GPS，推算公交在线路上的停站时刻，并对IC卡数据中乘客刷卡信息进行匹配而得到乘客公交站点的上车点信息。根据公交连续出行的概念，分析居民公交出行的行为，并进行下车点推算。通过对换乘时间的约束，推导得出公交OD矩阵。
　　(3)基于推算得到的公交OD矩阵，确定遗传算法以多目标函数为组合模型求解。分析公交自身特征，结合GA算法进行模型的求解。通过选择合宜的评价指标，验证优化方案的有效性和优越性。。
　　(4)通过台州市椒江区的公交GPS和IC卡数据，推算得到公交OD矩阵，并通过模型进行公交线网的优化，根据指标评价进行检验分析。最后，检验模型对公交线网进行优化后的可靠性和有效性。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 公交GPS与IC卡数据应用

1．3．2 公交OD推算

1．3．3 公交线网优化

1．4 研究内容

1．5 技术路线

2 GPS与IC卡数据的处理与分析

2．1 基础数据说明

2．1．1 GPS数据

2．1．2 IC卡数据

2．2 数据处理

2．2．1 GPS数据预处理

2．2．2 IC卡数据预处理

2．3 公交站间OD推算

2．3．1 上车点推算

2．3．2 下车点推算

2．3．3 公交OD生成

2．4 交通小区OD矩阵

2．4．1 交通小区

2．4．2 交通小区OD矩阵推算

2．5 小结

3 公交线网优化理论基础

3．1 公交线网优化方法

3．2 优化原则和目标

3．3 影响因素

3．4 目标函数

3．5 约束条件

3．5．1 单线约束条件

3．5．2 整体线网的约束条件

3．6 优化模型构建

3．7 本章小结

4 基于GPS与IC卡数据的公交线网优化方法

4．1 公交线网优化模式

4．2 可选线路集生成

4．2．1 起讫点选择

4．2．2 起讫点配对

4．3 基于遗传算法的公交线网布设方法

4．3．1 算法选取

4．3．2 遗传算法工作原理及计算步骤

4．4 公交线网调整

4．4．1 调整原则

4．4．2 调整步骤

4．5 优化评价指标

4．5．1 选取原则

4．5．2 评价指标

4．6 小结

5 实例应用-台州市椒江区公交线网优化

5．1 公交概况

5．1．1 公交现状

5．1．2 公交现状存在的问题

5．2 公交OD推导

5．2．1 交通小区划分

5．2．2 基于公交GPS与IC卡数据处理

5．2．3 公交OD分布

5．3 公交线网优化

5．4 评价检验

5．5 小结

6．1 总结

6．2 不足与展望

参考文献

附录

作者简历

学位论文数据集