公交网络最优路径求解算法

求解公交网络最优路径是进行公共交通系统规划的一项关键技术.通过对多种现有算法的分析,利用公交换乘矩阵性质,本文提出了一种求解公交网络最优路径的标准算法.新算法考虑了公交换乘次数、换乘点选择以及出行总成本对求解最优路径的综合影响.通过建立换乘步行时间矩阵,并将过去求解最小换乘次数的换乘矩阵乘法运算变为相应的换乘步行时间矩阵和公交出行时间矩阵的加法运算,得到新算法.新算法可顺利实现在单一OD对、单起点多终点以及任意节点间求解最优路径的转化.文中给出了新算法的详细求解步骤,而且通过一个算例对新算法的有效性进行了验证.     

考虑充电需求的电动公交车运营优化模型与算法

随着新能源汽车技术的快速发展,电动公交车被视为缓解城市交通拥堵和降低环境污染的有效手段,然而电动公交车的里程限制和充电需求等特点使得公交网络设计和运营面临新的挑战。本文在公交分配的基础上,考虑电动公交车充电需求,对新型电动公交的发车频率、运营车辆数、车辆充电计划进行优化设计。构建一个双层规划模型,上层为带有电动公交线路运营充电仿真模块的公交网络优化模型,从运营商的角度来实现乘客出行成本和电动公交网络运营总成本最小;下层基于UE(User Equilibrium)均衡准则来描述乘客出行路径选择行为并预测公交网络流量。提出基于代理模型的算法（Surrogate-model-based Algorithm）来求解所构建的双层规划模型,并嵌入基于超路径的投影算法求解下层电动公交均衡分配问题,利用线路运营充电仿真模块求解上层运营车辆数车辆、充电计划及车次数量。最后采用数值算例验证了该模型和算法的有效性,算例结果显示,所提出的代理模型算法比传统遗传算法求解效率和精度更高,且随着网络规模的增大效果更为明显。     

一体化公交网络均衡配流模型

分析了一体化公交网络的交通特性,基于一体化公交出行的路径特点,研究了公交出行时间与出行费用因素对出行阻抗的影响.考虑人流密度对步行速度的影响以及出行费用与时间的换算关系,将公交出行的路段阻抗、节点阻抗与费用阻抗统一换算为时间,建立了一体化公交网络的出行阻抗函数.利用Wardrop均衡原理,建立了一体化公交网络的均衡配流模型,并通过FW算法对配流模型进行求解.计算结果表明:当地面公交线路长度与轨道交通长度分别为57.3、16.2 km时,轨道交通线路输送的客流量占总客运量的65.4％,通过换乘进入轨道交通系统的客流量达55.4％.构建合理的一体化公交网络能降低乘客出行总阻抗,提高公交系统运输效率.     

基于换乘优化的公交区域调度

我国传统的公交运营调度以线路调度为核心,所制定的交区域,未考虑乘客换乘的便利程度。本文首先根据公交换乘的乘客总换乘等待时间最短的公交调度,权重与线路换乘吸引度,设计相应方法进行求解;最后结合具体实例调度提供了技术参考。,建立相关模型;然后以所算法探讨基于换乘优化的公证明模型与算法的可行性。行车时刻表只针对单一线路而非公特点,分析两条公交线路之间基于建模型为基础,结合公交站点换乘交区域调度方法,并运用一维搜索本文的研究为解决公交区域的协调     

超级拥挤公交网络均衡配流

使用公交路段的表示方法描述公交网络,公交路段上的出行费用受拥挤影响,公交车辆上的乘客流量受车辆运营能力限制.在拥挤影响和能力限制的双重约束下,建立公交乘客均衡配流模型,设计求解算法并给出算例.模型和算法尤其适用于高峰时期乘客流量大于线路运营能力的超级拥挤公交网络均衡配流.     

城市轨道交通快慢车开行方案双层规划模型

针对城市轨道交通客流时空分布不均衡特征和乘客长距离出行时效需求,并考虑乘客的换乘行为,提出基于双层规划模型的快慢车开行方案优化方法.上层模型以乘客出行时间和列车周转时间最小为目标,考虑快慢车开行比例、线路通过能力等主要约束,构建多交路条件下的快慢车开行方案优化模型;下层模型通过设计换乘网络刻画乘客换乘行为,构建快慢车方案下的客流分配模型.设计粒子群算法求解所建双层规划模型,以广州地铁14号线为案例,验证本文构建模型的有效性和适用性.     

片区城乡公交时刻表编制与车辆调度综合优化

通过构建双层规划模型,综合优化片区城乡公交时刻表编制与车辆调度.其中,上层片区城乡公交车辆调度问题以公交企业综合运营成本最小为目标,实现多线路多车辆多车场的车辆时序指派,采用禁忌搜索算法求解;下层片区城乡公交时刻表优化问题为实现线路在所有换乘节点的换乘总时间及换乘失败惩罚最小,同时确保换乘节点的时刻表协同先后次序,采用运行图与枚举法进行求解;选用慈溪南片城乡公交线路进行实例应用.结果表明,该方法能较好地应用于工程实践中,直观反映片区线路组织的运行计划,进一步满足乘客便捷换乘需求与企业车辆资源的有效配置.     

片区城乡公交时刻表编制与车辆调度综合优化

通过构建双层规划模型,综合优化片区城乡公交时刻表编制与车辆调度.其中,上层片区城乡公交车辆调度问题以公交企业综合运营成本最小为目标,实现多线路多车辆多车场的车辆时序指派,采用禁忌搜索算法求解;下层片区城乡公交时刻表优化问题为实现线路在所有换乘节点的换乘总时间及换乘失败惩罚最小,同时确保换乘节点的时刻表协同先后次序,采用运行图与枚举法进行求解;选用慈溪南片城乡公交线路进行实例应用.结果表明,该方法能较好地应用于工程实践中,直观反映片区线路组织的运行计划,进一步满足乘客便捷换乘需求与企业车辆资源的有效配置.     

用于最短路算法的公交网络模型构建

公共交通线路网络的复杂化使乘客难于选择最优的出行线路。用于最短路算法的公交网络模型,解决了有向图难以承载票价和换乘这两个出行要素的问题,有效地把公交出行要素包含在弧中,使得最短路算法可以直接根据这些要素搜索最优出行方案。     

基于出行成本分析的公交系统乘车均衡模型与制度安排

公交优先是缓解城市拥堵的重要方法.按照Wardrop 用户均衡原则,通过考虑乘客候车时间成本、乘车时间成本、换乘时间成本和车内拥挤成本,对包含两条线路（一条为一票直达线路,一条为支线干线线路）的公交系统建立出行选择均衡模型,并基于乘客个人出行成本的分析,得到了固定需求下用户均衡时两条线路选择人数和系统最优时两线路的最优发车频率.还在弹性需求情形下比较了系统最优和公交公司垄断情形两种不同政策所导致的均衡出行人数、公交票价、发车频率、公司利润和社会净收益等指标.算例结果验证了理论分析,得到了与传统经济学理论研究一致的结果,为相关管理政策的制定提供了理论科学依据.     

考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化

车辆到站时间的不准时性严重影响着需求响应型公交的服务水平和乘客选择公共交通的出行意愿，因此，本文对考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化问题进行研究。以运营商成本、乘客乘车时间成本、乘客等待时间成本组成的系统总成本最小为目标建立数学模型，通过优化车辆路径寻求系统总成本最优的需求响应型接驳公交服务方案，其创新之处在于，在服务过程中允许乘客提交实时出行需求；定义车辆到站时间服从已知分布以描述其随机性。提出一种遗传算法和邻域搜索相结合的启发式算法对模型进行求解，该算法融合了遗传算法的全局搜索优势和邻域搜索的局部搜索能力，通过算例测试分析对本文算法的有效性及先进性进行验证。最后，基于西安市延平门地铁站设计数值实验，结果表明，考虑车辆随机到站时间可以在一定程度上减少乘客时间成本和系统总成本。     

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

基于 BRT 站台乘车诱导的公交车辆载客均衡模型

针对公交站台乘客乘车诱导的问题,以公交线路载客均衡为目的,建立了乘客 乘车诱导模型,实现了最佳乘客乘车诱导方案的编程求解.本文通过建立单条 BRT 线路 车辆载客模型,组合形成了整个区段的 BRT 线路车辆载客模型,建立了一种面向载客均 衡的 BRT 站台乘客乘车诱导模型.理论与算例分析表明,该模型可以生成最佳的乘客乘 车诱导方案,能够实现 BRT 区间线路的载客率均衡,将填补当前公交站台乘客乘车诱导 研究领域的空缺,具有广阔的应用前景与重要的现实意义.     

出行策略与行程时间不确定下的公交客流分配方法

利用杭州市公交线路站点GIS数据和车辆运行GPS数据进行分析,将公交车到站时间分为站点停靠时间和站间行程时间,得到公交车站点之间运行可能总时间的分布概率.通过实际的公交路网结构,定义扩展的公交网络有效路径.在考虑公交线路联合发车频率和根据乘客路径选择的广义成本下,建立出行策略与行程时间不确定下的公交客流分配模型,并将公交线路发车时刻表引入用户均衡模型中,设计了基于扩展网络最短路的Method of Successive Average(MSA)算法求解,通过对两个交通小区间高峰小时的客流分配结果验证模型和算法的有效性.     

拥挤条件下公交系统的拟动态均衡配流模型

论文考虑了由于公交线路运营能力不足造成的车站排队拥挤现象,在此基础上构造了拥挤条件下公交系统的拟动态均衡配流模型.该模型可自动估计不同时段内拥挤条件下的公交流量和车站的乘客排队,特别是在非常拥挤的情况下(即乘客需求超过公交网络运营能力)也能够进行流量分配,并确定车站的乘客排队长度.因此,该模型较好地反映了公交网络的拥挤效应.所给算例说明了不同需求条件下该公交均衡配流模型的应用.     

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城市公交系统包含多种公交模式如地铁、轻轨、公交专用道、地面公交等,不同模式的车辆行驶速度及换乘时间差异很大,同时由于城市公交运行时间的具有较强的随机性,基于静态分析的路径选择与实际的动态最佳路径常有较大偏离。本文以公交出行链各环节为边,通过构建包含不同公交模式的多层次网络邻接关系,并对各边进行平均出行时间及时间可靠度的双重赋权,建立考虑出行各环节时间随机波动的多模式公交线网;并以通行时间较短、延误风险较小为路径寻优的双重目标,通过在路径寻优过程中对延误高发线路及换乘点进行启发式规避,实现在出行时间许可范围内有效减少延误风险的可靠路径的快速搜索。文中最后通过实例表明该算法的合理性及有效性。     

基于乘客路径选择的多制式轨道交通客流分配

为量化换乘对乘客出行路径选择的影响程度,在单层网络中添加虚拟换乘站,构建无隐性连接的三层多制式轨道交通拓扑网络模型。基于时间、换乘节点衔接性,计算线网间衔接性系数;利用Dijkstra法搜索模型各起讫点间的 K 短路径,以乘客感受到的线网复杂度及乘客出行计划确定时间,建立乘客对线网的熟悉度函数;根据乘客路径选择影响因素构建广义出行费用,利 用Logit函数对每条路径的选择概率进行计算;最后设计客流分配算法进行求解,实现对多制式轨道交通网络的客流分配。以成都地铁、成灌、成贵高铁等线路建立多制式轨道交通网络仿真模型,对其客流分配实例分析表明,客流的分配结果与实际数据基本吻合,证实了客流分配算法的真实有效性。     

基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型

城市轨道交通接运公交线路布设效果直接影响到轨道交通线路的运营效率．为了探讨轨道交通接运公交线路的最优布设方案,以最少线路接运最大客流量为目标,建立了线路生成的优化模型,并给出了求解该模型的改进遗传算法．以北京地铁5号线宋家庄站和刘家窑站的接运公交线路布设方案为例进行分析,结果表明：两个轨道交通站点布设6条接运公交线路能够使接运公交线路的载运能力最大,为205人／（km／h）．