XXX路公交线路的模拟运行与分析摘要：随着城市化进程的推进，城市公交系统不断向立体、多元化方向发展。

城市公交枢纽作为各种交通方式衔接的物理载体，其布局和运营效率是否合理直接关系到整个线网是否通畅。

因此，本文从枢纽的衔接角度出发，对枢纽的空间布局及运营调度优化进行了较为深入的探讨。

本文的主要内容如下：(1)城市公交枢纽的空间布局优化研究。

合理的空间布局是发挥枢纽功能和作用的基础，以最低的空间消耗提高整个网络的运输效率。

由于公交枢纽空间布局优化问题是非线性优化模型，是一个NP-hafd问题，如果备选枢纽数量较大将很难求解出合理的布局方案。

为了提高模型的求解精度和减少计算时间，根据枢纽布局的主要影响因素，建立了基于魅力度的备选枢纽筛选模型以缩小枢纽优化的解空间。

然后，在备选枢纽筛选的基础上，分别提出单枢纽布局优化模型和多枢纽布局优化模型。

由于多枢纽布局优化模型是一个多目标优化模型，本论文开发了基于排序法的多目标遗传算法对其进行求解。

最后通过大连市主城区的数据对模型和算法进行了检验。

结果显示，基于魅力度的备选枢纽模型得到的备选枢纽非常符合大连市主城区的实际情况。

同时，多枢纽优化结果表明，对于公交换乘乘客来说，枢纽间的组合效用最大，可以提供更顺畅的的公交服务。

(2)城市公交枢纽时刻表优化研究。

公交枢纽静态调度是公交运营者主要的日常工作。

时刻表优化是静态调度中最重要的组成部分，其直接或间接决定了车辆排班、司机调度等工作。

因此，本文针对枢纽内的公交线路的运营特点，以枢纽内对等待时间影响最大的线路(例如，轨道线路或大间隔的公交线路等)作为基准线路，使其他线路与基准线路之间实现最大同步换乘。

考虑到公交车辆(列车)运行的随机性，特别是常规公交车辆，本文引入一个松弛时间来完善枢纽内公交线路的衔接程度。

然后，从优化单枢纽时刻表入手，拓展到多枢纽的时刻表优化研究，并开发基于启发式算法一CE．UA 的求解算法对枢纽内公交线路的时刻表进行了优化。

最后，基于仿真分析对模型和算法进行了检验，结果显示，多枢纽联合优化的效果优于每个枢纽的单独优化，而且，增加松弛时间的优化模型的鲁棒性要更好。

(3)城市公交枢纽的动态调度决策研究。

公交车辆的运营环境非常复杂，经常会受到很多随机因素的干扰。

通过采取有效实时调度措施，减弱由于干扰带来的影响，从而恢复枢纽内公交线路的正常运营。

本文针对动态调度对车辆运行信息的实时性要求高的特点，提出公交车辆运行时间预测模型，并通过衰减因子来提高模型的预测精度。

同时考虑到公交车辆运行状况是动态的，准确预测最佳的松驰时间可以减少乘客的等待时间，因此，本文提出松驰时间预测模型。

然后基于车辆运行实时信息基础上，分析基于枢纽的动态调度的特点，提出以最小化乘客等待时间为目标的动态调度模型。

考虑到动态调度模型是一个复杂问题，采用遗传算法对模型进行了求解。

最后通过实例对模型和算法进行了验证。

本文在枢纽布局优化、时刻表优化以及动态调度等方面有一定的创新，对城市交通规划的研究和实践具有一定的借鉴意义。

关键词：公共交通；枢纽；选址；时刻表；调度目录1、绪论 (4)1.1 研究背景 (4)1.2 国内外研究现状 (5)1.2.1 国外研究现状 (5)1.2.2 国内研究现状 (5)1.3 论文研究目的及内容 (6)1.3.1 研究的目的 (6)1.3.2 研究的内容 (7)2、公交线路优化目标及思路 (9)2.1 公交站点的分类 (9)2.1.1 根据站点功能分类 (9)2.1.2 根据设置位置分类 (9)2.1.3 根据设置方法分类 (10)2.1.4 根据站台形式分类 (10)2.2 公交线路优化的原则和目标 (11)2.2.1 公交线路优化原则 (11)2.2.2 公交线路优化目标 (11)2.2.3 公交线路优化的影响因素分析 (12)2.2.4 公交线路优化思路 (13)3、公交枢纽功能层次分析 (15)3.1公交枢纽层次结构概述 (15)3.1.1 综合公交枢纽 (15)3.1.2 区域公交枢纽 (15)3.1.3 地方公交枢纽 (15)3.2 各层次公交枢纽选址方法 (16)3.2.1 枢纽选址影响因素 (16)3.2.2 综合公交枢纽的选址 (17)3.2.3 区域公交枢纽的选址 (18)3.2.4 地方公交枢纽的选址 (18)4、研究展望 (19)结束语 (20)参考文献 (21)答谢辞 (22)1、绪论1.1 研究背景随着城市化进程的推进，我国的机动车拥有量和道路的交通量急剧增加，尤其在大城市，交通拥堵以及其引起的城市交通问题已经严重影响到城市发展和居民生活水平的提高。

优先发展公共交通是缓解交通拥堵问题的有效途径。

城市公共交通是指在城市及其所管辖区范围内供公众出行乘用的、经济的、方便的诸种客运交通方式的总称，包括公共汽车、电车、出租汽车、地铁等客运交通方式。

建立高效的城市公共交通体系不但在运能上要求适应公交需求，同时需要通过各种方式间的有效衔接，进而减少乘客的出行费用，提高公交服务水平。

为了解决影响城市交通的关键问题，充分发挥城市公共交通的运输潜能，作为城市交通系统的关节与纽带，要求以公交换乘枢纽为中介对各种公交方式进行“物理上”的整合。

现代社会经济发展客观上要求提高各种交通方式衔接的有效性，建立高效、安全、便捷的城市公交体系，实现城市交通的一体化发展。

由于公交系统的各个子系统都有其独立的内在构成方式和运行机制，但各要素的独立机制需要统一和协调于系统的整体之中，它们之间的联系和制约是通过枢纽来实现的。

通过换乘枢纽可以整合有限的交通资源，将城市内的各种公交方式之间有效衔接起来，以满足居民出行需求，减少乘客的出行时间消耗，提高城市公交系统的服务质量及吸引力。

因此，城市公交换乘枢纽是提高公交系统运行效率的重要途径。

现代城市公交系统的发展要求公交换乘枢纽作为公交系统中的关键节点j具备客流转换和集散大量客流的基本功能。

构建城市公交换乘枢纽可以统一协调多条公交线路以及公交线路与其它交通方式间的衔接，发挥综合优势，以促进城市公交系统的高效运行、优化城市公交的出行结构、改善城市空间布局等，具有十分重要的现实意义。

当公交枢纽具有不同的布局和运营形式时，枢纽就会产生不同的效果。

高效的城市公交枢纽可以从布局上实现各种方式间的有效衔接，提高城市交通的运行效率。

但是，如果换乘枢纽缺乏对所衔接各种方式间的协调调度，不仅不能达到对公交网络客流组织优化的作用，还会导致公交运力资源的浪费。

尤其在客流集散高峰期，换乘线路之间运营的不匹配会导致部分换乘方向的公交站点等待换乘的客流累积，从而大大增加了车辆驻站时间，打乱了公交线路车辆运行秩序，使换乘枢纽成为网络上的瓶颈，降低了网络的服务效率，同时给道路交通造成很大压力。

因此，建立高效的城市公共换乘枢纽不仅需要枢纽的合理布局，同时要求换乘枢纽对各种公交方式运营进行有效衔接。

1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状国外对于城市常规公交线路优化方法的研究较早，发展进程一般可以分成三个阶段：第一阶段，战后至60年代初。

这阶段主要采用经验定线法，这种方法有两种形式：一、自然演变法，随着城市的扩大使公交线路逐渐增加，增加的主要依据是市民的反映和公交公司的观察和经验。

二，权威定线法：主要依据某些权威机构或个人经验和知识确定线路网方案。

第二阶段为60年代至80年代初，这阶段随着系统工程学科的迅速发展，线路确定的主要方法为系统分析法。

Lampkin等首先对公交线网进行了规划，将乘客的舒适度同出行时间一起作为公交线网服务指标之一，建立了一个网络设计模型，并研究对未来公交网络规划的TRANSEPT软件包。

Hirsch 等在固定费用公交网络优化问题上作了尝试，把公交线网优化模型设计成一个固定需求模型。

求解这类模型的分枝定界法、假定公交网络上各公交车间隔相等的启发式算法，分解算法也相继提了出来。

MandlMl采用近似算法，求较优可行解，并与经验方法结合，在线网初次形成后进行调整。

第三阶段是80年代至今。

这阶段是研究的高潮，大概有十几种方法出现，一般的思路是：利用有关理论与网络站点优化方法，将居民公交OD合理的分配到公交网络中，形成优化流分布，在一定的约束条件下，采用各种优化方法产生最佳线路网络。

Janarthanan等设计了公交线网设计专家系统：专家系统对设计方案进行模拟分析，并提供交互式图形支持，借助该专家系统可有效提高公交网络设计效率。

Femandez等建立大容量公交站点布局和设计专家系统，该专家系统采用组合数学方法，模拟决策者的决策过程。

Kikuehi等提出了应用模糊逻辑设计公共交通网络。

Patlnaik等提出了运用遗传算法设计公交线网，该模型以公交乘客出行费用和运营费用总和最小为目标。

首先生成线路各选集，然后通过遗传算法进行优选。

1.2.2 国内研究现状国外对换乘枢纽规划理论研究已取得了一定的成果，其中许多先进的理论与经验值得借鉴。

但是，由于我国国情与其它国家存在较大差异，例如我国城市人口密集、土地利用形态、环境要求以及居民出行特征，这些给枢纽规划理论方法的实施带来了很大困难。

国内学者对枢纽的研究主要根据本国的实际情况，利用自己的经验，从枢纽的某个方面进行了研究，没有形成系统性，理论性强。

近年来，国内在枢纽的规划建设研究上已取得一定的成果，但难免也存在不足之处。

就换乘枢纽的规划建设来说，一些研究针对建筑方案和工程层面而忽略了交通功能分析，有些研究对交通功能进行了分析，缺乏完整的系统方法指导。

建立公交换乘枢纽的目的是能够高效地衔接各种公交方式，以方便换乘，减少乘客的出行时空消耗。

国内许多学者对枢纽的优化目标及方法进行了很多实践方面的尝试。

王有为针对我国大城市综合交通系统的不足，参照国外的先进经验，对城市公共交通枢纽做了比较深入的研究。

他首先对城市公共交通枢纽进行合理的分类，在此基础上提出了关于城市公共交通枢纽吸引范围和设计规模的合理预测方法。

城市交通换乘衔接是一个十分复杂的问题，涉及多个部门和多个学科，具有很强的社会性、综合性与交叉性，周伟和姜彩良针对这一问题对城市交通换乘衔接的内涵、分类及换乘影响因素进行了深入的分析，并以此为基础，按照目标理论分析、内容设计、检验实施的系统分析过程提出了城市客运交通换乘衔接研究的理论框架，重点从换乘量分析、换乘衔接组织、换乘建设策略与方法及换乘综合评价等方面介绍了城市客运交通换乘枢纽衔接问题研究的理论与方法，并对其进行了理论分析和探讨。

席庆等通过对交通运输枢纽换乘模式的研究，从保证枢纽中各种运输方式协调的角度出发，提出了根据集中与分散相结合的交通运输通道理论，对枢纽中的客运站点进行布局，并结合实例，阐述了枢纽客运站点的布局方法。