本文關(guān)鍵詞：城市軌道交通與常規(guī)公交協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)鍵方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2015年

城市軌道交通與常規(guī)公交協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)鍵方法研究

劉華勝  

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，機(jī)動(dòng)車擁有量急劇增加，由此產(chǎn)生的交通擁擠、交通事故、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重。實(shí)施“公交優(yōu)先”發(fā)展戰(zhàn)略，可有效緩解城市交通問(wèn)題，改善城市客運(yùn)系統(tǒng)環(huán)境，滿足日益增加的交通需求。該戰(zhàn)略的實(shí)施，應(yīng)大力發(fā)展既與城市土地資源供應(yīng)能力、交通基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀以及環(huán)境容量相適應(yīng)，同時(shí)又能在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中起到全局性、先導(dǎo)性作用的客運(yùn)交通方式。軌道交通因具有運(yùn)量大、準(zhǔn)點(diǎn)率高、乘坐舒適便捷和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，受到城市居民的廣泛的認(rèn)可。推動(dòng)城市軌道交通快速發(fā)展，有效發(fā)揮其在城市公共交通中的骨干作用，已成為未來(lái)城市公共客運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通投資力度不斷加大，軌道交通線路規(guī)劃與建設(shè)發(fā)展迅猛。軌道交通建設(shè)過(guò)程中工程技術(shù)復(fù)雜程度較高，從規(guī)劃到施工全程投資較大、建設(shè)工期較長(zhǎng)，此外軌道交通建設(shè)對(duì)地方經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及財(cái)政實(shí)力也提出很大挑戰(zhàn)。因此，我國(guó)許多城市短時(shí)期內(nèi)無(wú)法形成一個(gè)系統(tǒng)完善的軌道交通運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)。常規(guī)公交作為城市公共客運(yùn)系統(tǒng)的主體，可以作為軌道交通系統(tǒng)形成完善客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)前的有效補(bǔ)充。二者相互協(xié)作不僅可有效擴(kuò)大軌道交通的客運(yùn)服務(wù)范圍，而且能實(shí)現(xiàn)軌道交通與常規(guī)公交優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，促進(jìn)城市公共客運(yùn)整體競(jìng)爭(zhēng)力的提高，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化居民出行結(jié)構(gòu)與城市總體布局的目的。因此，考慮軌道交通與常規(guī)公交之間的合作與競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，促進(jìn)兩種交通方式協(xié)調(diào)發(fā)展，是當(dāng)前城市公共交通發(fā)展的必然要求。 軌道交通與常規(guī)公交協(xié)調(diào)優(yōu)化所涵蓋內(nèi)容比較廣泛，，主要通過(guò)技術(shù)協(xié)同、線路協(xié)作、管理統(tǒng)一、政策匹配、設(shè)施配套等方面對(duì)兩種公交方式進(jìn)行有效整合，促進(jìn)兩者在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運(yùn)能資源上的共享、合作與互補(bǔ)，從而提高整個(gè)公交系統(tǒng)的服務(wù)水平和運(yùn)營(yíng)效率。涉及站點(diǎn)間的協(xié)調(diào)換乘、線網(wǎng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、車輛運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)調(diào)度、票制票價(jià)協(xié)調(diào)制定、管理體制協(xié)調(diào)等內(nèi)容。常規(guī)公交線路是以城市道路及相關(guān)公共交通設(shè)施為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)的，可以結(jié)合實(shí)際客流需求在短期內(nèi)對(duì)線路走向及運(yùn)力配置做出靈活調(diào)整，而軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施一旦建設(shè)完畢，其鋪設(shè)的線路與場(chǎng)站設(shè)施很難進(jìn)行調(diào)整。因此本文主要研究軌道交通規(guī)劃方案確定或建成條件下常規(guī)公交站點(diǎn)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、突發(fā)事件應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵問(wèn)題。 本文在國(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒煌〒矶路治龅墓痪W(wǎng)絡(luò)生成優(yōu)化模型與算法研究（51378237）”，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、圖論、最優(yōu)化理論等對(duì)軌道交通快速發(fā)展背景下城市常規(guī)公交系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行探索與研究，分別構(gòu)建了軌道交通與常規(guī)公交局域換乘網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)優(yōu)化模型、基于有效路徑的軌道交通接運(yùn)線路設(shè)計(jì)模型、軌道交通與常規(guī)公交運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)模型以及軌道交通運(yùn)營(yíng)突發(fā)事件下常規(guī)公交應(yīng)急輸運(yùn)模型，豐富了城市公共交通規(guī)劃的理論體系。本文所完成的科研成果具體如下： 1.為提高軌道交通站點(diǎn)與周邊常規(guī)公交所構(gòu)成的局域換乘網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率，首先對(duì)所研究的局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)涿枋觯_定了合理的換乘網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；然后以乘客費(fèi)用最小為目標(biāo)，同時(shí)考慮站點(diǎn)容量、站間距等約束條件建立優(yōu)化模型，采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)理論構(gòu)造模型求解算法。最后將模型應(yīng)用于長(zhǎng)春市軌道交通3號(hào)線某站點(diǎn)及周邊常規(guī)公交組成的局域換乘網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果表明優(yōu)化后的局域網(wǎng)絡(luò)總換乘時(shí)間可縮短16%，在考慮時(shí)間價(jià)值的情況下系統(tǒng)總費(fèi)用降低6.16%，模型具有一定的實(shí)用價(jià)值。 2.常規(guī)公交與軌道交通有效接駁是城市公共交通協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文通過(guò)建立基于有效路徑的雙目標(biāo)模型來(lái)解決接運(yùn)線路設(shè)計(jì)問(wèn)題。首先運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)介數(shù)概念，在考慮城市擁堵的基礎(chǔ)上定義有效路徑作為接運(yùn)線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；其次以運(yùn)輸效率最大和乘客出行時(shí)耗最小為目標(biāo)，同時(shí)考慮線路非直線系數(shù)、長(zhǎng)度、運(yùn)能配備等約束條件建立接運(yùn)線路模型；然后借鑒“逐條布設(shè)，優(yōu)化成網(wǎng)”思想，設(shè)計(jì)模型的具體求解步驟；最后以長(zhǎng)春市輕軌4號(hào)線作為接運(yùn)對(duì)象進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果表明在存在交通擁堵的情況下，該模型所設(shè)計(jì)的接運(yùn)線路更能體現(xiàn)居民出行路徑的選擇策略。 3.城市軌道交通與常規(guī)公交運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)是公共交通協(xié)調(diào)發(fā)展的重要內(nèi)容。本文通過(guò)建立雙層規(guī)劃模型求解最優(yōu)發(fā)車間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種交通方式協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)。首先對(duì)兩種方式協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行了闡述，在對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各成本進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上建立了以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)的上層模型；其次基于出行策略理論，采用改進(jìn)后的最優(yōu)出行策略選擇模型作為下層模型對(duì)公交網(wǎng)絡(luò)客流進(jìn)行分配，為上層模型提供客流分配結(jié)果；然后結(jié)合遺傳算法提出了模型的求解步驟；最后將模型應(yīng)用到長(zhǎng)春市軌道交通及與之換乘常規(guī)公交所構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)果表明該模型可有效降低乘客候車及換乘成本。 4.突發(fā)事件對(duì)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的安全與秩序產(chǎn)生重大威脅，嚴(yán)重影響軌道系統(tǒng)正常運(yùn)行及居民出行。運(yùn)用常規(guī)公交輸運(yùn)城市軌道交通滯留客流并實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸接續(xù)是維持城市客運(yùn)交通系統(tǒng)整體運(yùn)行秩序的有效方法，本文對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)突發(fā)事件情況下的常規(guī)公交應(yīng)急策略進(jìn)行了研究。首先確定了軌道交通運(yùn)營(yíng)突發(fā)事件情況下軌道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)受影響的客流量以及需應(yīng)急公交輸運(yùn)的客流量；其次，考慮突發(fā)事件發(fā)生具有隨機(jī)性，建立了以滿足乘客快速出行及輸運(yùn)效率最大為目標(biāo)的應(yīng)急線路設(shè)計(jì)模型，給出了模型求解步驟；最后對(duì)長(zhǎng)春市軌道交通線路運(yùn)營(yíng)突發(fā)事件進(jìn)行模擬，將應(yīng)急客流矩陣及當(dāng)前公共交通網(wǎng)絡(luò)作為模型輸入，對(duì)應(yīng)急線路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，計(jì)算了相關(guān)指標(biāo)。計(jì)算結(jié)果表明，在運(yùn)力限制下，所設(shè)計(jì)的線路可有效降低滯留乘客的出行延誤。 本文的研究成果可豐富城市公共交通規(guī)劃理論體系，促進(jìn)城市軌道交通與常規(guī)公交在站點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)及應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等方面的協(xié)調(diào)發(fā)展，保障城市軌道交通與常規(guī)公交系統(tǒng)健康有序的發(fā)展，具有較高的理論價(jià)值和實(shí)際意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U12
【目錄】：

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【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：城市軌道交通與常規(guī)公交協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)鍵方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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