公交網路的層次性與布局最佳化

《公交網路的層次性與布局最佳化》是依託深圳大學，由莫一魁擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：公交網路的層次性與布局最佳化
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：莫一魁
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

層次性作為公交網路的基本系統特性之一，在國內外的規劃實踐中已得到了廣泛套用。實踐證明，層次性有助於完善公交系統的功能和提高效率，是公交網路最佳化的重要方式。針對現有公交網路分層規劃的工程實踐缺乏必要的基礎理論支持這一現實背景，本項目首先通過案例蒐集與基礎數據採集，研究公交網路的複雜拓撲性質，進行公交網路層次性的拓撲實證；其次，引入複雜網路演化規則的設計理念，構建公交網路的演化模型，開展數值模擬實驗，研究公交網路層次性的形成機理及其與網路性能的演化關係；再者，通過交通調查研究多層次公交網路中的交通行為，構建多層次公交網路客流分配模型；在此基礎上，研究如何確定公交網路層次的合理級配關係，並進一步研究基於層次性的公交網路布局最佳化方法。研究成果將深化對公交網路這一複雜系統的理解，為多層次公交網路的最佳化設計提供理論支持、分析方法和實用工具。

結題摘要

層次性是公交網路的基本特性，針對現有公交網路分層規劃的工程實踐缺乏必要的基礎理論支持這一現實背景，開展了本項目的研究。 本項目首先進行了交通網路層次性的分析與實證研究，提出採用GIS等技術方法對城市實際交通網路進行研究。研究表明，拓撲方法可用於分析交通網路的層次結構及複雜程度。城市規模越大,交通網路越複雜,交通網路的層次越多。公交網路作為交通網路的一種，隨著網路規模的增大，會形成明顯的多層次結構。 項目提出採用因子分析法和系統聚類分析法進行交通網路的層次劃分，基於實際數據，進行了實證研究，研究發現各種交通運輸網路發展到一定程度都會表現出明顯的層次性。實際數據表明，交通網路的層次越多，網路的運輸規模就越大，運輸效率也越高，這說明層次性能夠最佳化交通網路結構，提高網路效率，緩解運輸網路擁擠等問題。以較小的成本實現較大運輸量，是交通網路層次性演化過程的動力機制。 多層次公交網路中的客流需求預測，微觀上需要研究乘客的出行時間成本，出行時間影響乘客的行為選擇，研究表明乘客對候車時間的敏感性大於在車時間的敏感性，候車時間是決定出行方式選擇的關鍵因素。基於乘客的支付意願，利用候車時間價值度量乘客感知候車時間，研究表明隨著候車服務水平下降，候車時間價值增大。巨觀上，研究了城市公共運輸需求規模的預測，引入三角模糊數的概念，提出了考慮政策因素的模糊組合預測方法，對模糊組合預測的實現步驟和過程進行了說明，並結合實例證明了該方法的實用性和有效性。 項目研究了軌道交通網路化條件下，接運公交系統的設計問題。根據接運公交系統設計的特點和要求，從工程實用的角度，提出了接運公交網路的設計流程。建立了接運公交網路設計的最佳化模型，並提出了相應的求解算法。公交優先網路是多層次公交網路的主體，項目對公交優先網路的設計進行了研究，根據公交優先網路設計問題的特點，提出採用雙層規劃的方法來進行公交優先網路的設計，並提出了基於遺傳算法的求解方法，以及基於VISUM軟體的調整最佳化方法，可以為政府、設計公司進行公交優先網路設計提供參考。公交微循環系統是城市多層次公交網路的重要組成部分，但目前缺乏實用的規劃方法。在現有常用的公交線路規劃方法的基礎上，基於微循環線路的特點和主要功能，提出了基於可達性的公交微循環線路的規劃方法，對規劃方法的可行性和實用性進行了檢驗，研究成果可為城市公交系統的規劃與設計提供參考。