成都市公交复杂网络拓扑特性研究

采用复杂网络的研究方法,对成都市公共汽车交通建立了公交线路、公交换乘和邻近站点3种复杂网络,以Delphi软件为辅助工具,得出了成都市公交网络的拓扑结构和一些静态几何量参数.运用这些静态几何量进行了网络的拓扑特性分析.     

常规干线公交网络空间方向分布及结构特性分析方法

空间结构合理的常规干线公交网络可以帮助城市提升公共交通服务效率，缓解道路交通压力。为深入分析城市常规干线公交网络空间结构特性，使用公交网络GIS信息嵌入拓扑结构模型的方式开展研究。借鉴道路网空间信息测度方法，基于香农熵理论提出公交线路方向熵和公交网络方向熵分析方法。根据提取的公交网络拓扑结构中相邻站点间线路段的空间方向信息，使用方向熵测度得到公交线路及网络空间方向分布情况。在现有的规范及研究中，选取并拓展能够体现公交线网空间结构特性的指标，与方向熵组成常规干线公交线网空间结构分析指标体系，从线路和网络2个层面出发探究常规干线公交网络空间方向分布并分析其结构特性。以哈尔滨市63条常规干线公交组成的网络为例进行分析。网络空间方向分布结果表明:公交网络方向熵为2.84，大于网络内任意单条线路方向熵。验证得到公交线路方向熵的测度结果与线路的实际情况相符，方向熵可以有效量化公交线网拓扑结构的空间方向分布；在指标间的相关性方面，公交线路方向熵与公交线路长度的相关性最高，公交线路站点对重复系数与公交刷卡数的相关性次之。网络结构特性分析结果表明:哈尔滨市63条常规公交干线组成网络的平均集聚系数为0.467，网络中节点度分布的数据拟合度为0.978，表明该网络是1种具有择优发展倾向的网络，网络结构较稳定。基于香农熵的分析方法，为描述公交网络空间方向分布情况提供了新的思路；对网络结构特性的分析，为常规干线公交线网规划提供理论参考。      

公共交通的局域世界演化网络模型

为了研究城市公共交通网络这一复杂网络的生成机理,以Space P法拓扑的公共交通网络为研究对象,结合公交网络设计中常考虑的公交线路和运营长度限制以及路网中公交站点的邻接矩阵等因素,从公共交通网络的初始网络、新增节点、新增节点的局域世界、优先连接概率及新增节点引起的连边五个方面进行分析,构造了公共交通网络的局域世界演化模型,并给出了适用于计算机编程的模型算法。采用该模型对西安市的公共交通网络进行了生成模拟,结果表明演化模型生成的网络与现状网络的累积度分布曲线、节点乘车次数分布极为接近,证明该模型反映了公共交通网络发展的基本规律。     

基于复杂网络理论的长沙市公交网络拓扑性质研究

采用复杂网络的研究方法,针对长沙市公交网络建立了公交线路、公交换乘和公交停靠站点复杂网络模型,利用这3个网络所产生的拓扑特性指标,如度分布、聚类系数、平均路径长度等,讨论了长沙市公交网络的网络拓扑特性,并证明了长沙市公交网络为小世界网络或无标度网络.      

基于改进公交网络模型的路段重要度评估

为探究公交线路属性对公交路段的影响,界定公交路段间重要度差异,实现公交路段的评估量化,通过对传统公交网络线路模型构建的分析,考虑融入线路属性以及线路间连接紧密程度两方面,提出空间加权线路网络模型(Space-w-R)及其矩阵表征.为体现线路属性对路段的影响,考虑公交线路与路段之间的从属关系,将公交网络Space-w-R...     

面向地铁接驳需求的公交服务能力评估

城市公交与地铁之间的换乘服务能力极大影响整个公交网络的服务能力。为科学评估公交接驳地铁的服务能力,文中利用Python网络爬虫获取深圳市地铁刷卡、公交线路规划、公交站点位置等数据,选择换乘步行距离、换乘时间、换乘客流量作为评估指标,采用数据包络分析(DEA)构建公交接驳服务能力评估模型;以深圳市10个地铁站点为例,分别对其接驳公交线路的服务能力进行评估。结果表明,公交接驳服务能力主要取决于换乘距离、换乘选择及换乘客流。     

基于复杂网络理论的互联网租赁自行车-公交系统站的优化配置

为处理好互联网租赁自行车与轨道交通、汽车公交的竞争与合作关系,提高公共交通出行效率,优化公共交通网络,通过建立互联网租赁自行车-公交系统站的配置模型,将互联网租赁自行车站点配置融入公共交通网络规划中。利用Space L模型、Space P模型分别构建公交系统有向网络模型,在此基础上,针对由复杂网络拓扑特性得出的公交系统网络中重要度低的节点,结合自行车接驳距离模型以及汽车公交线路最优站间距的确定,建立互联网租赁自行车-公交系统站的配置模型。该模型最终确定自行车配置站点时,需要综合分析站点及其所在线路相关网络信息、环境信息,对汽车公交线路进行调整,进而达到通过配置自行车站点优化现有城市交通线网的目的。最后以天津为例,对天津市1 273个站点,311条线路建立天津市公交系统网络,选取网络中度值较低的14个站点所在线路进行优化配置,并利用复杂网络拓扑特性指标对优化前后交通网络进行分析评价。结果表明:优化后的公共交通网络平均出行站点数量降低了1. 94%,平均换乘次数降低了4. 15%。验证了互联网租赁自行车-公交系统站的配置模型的合理性,通过合理配置自行车站点,在保证公共交通网络覆盖率不变的前提下,节约站点数量,提高了站点利用率及公共交通出行效率。     

基于数据包络分析的公交线路接驳效用评价方法

高效的公交与地铁接驳,有助于提升公共交通出行一体化程度和轨道交通的辐射能力.为量化评价公交线路与轨道交通的接驳效率,综合考虑供给侧和需求侧,建立了初始评价指标.通过结构方程模型探究接驳效用评价指标间的相关关系,筛选出接驳效用核心评价指标,建立了涵盖公交线路设置条件、运营条件、接驳条件、客流规模和网络通达性5个方面的多模...     

多指标公交线路综合重要度的确定方法

公交网络中线路重要度的测算是一项非常有意义的工作,线路的重要性需要从不同的角度,利用多个重要度指标来进行综合分析。鉴于此,选取公交线路节点的度、线路平均换乘机会、可达性、介数及凝聚度5个指标描述公交线路的属性,并对各指标的确定方法进行了分析;利用信息熵法确定各指标的权重,计算各条公交线路的综合重要度,各指标的权重能客观反映各指标对线路综合重要度的贡献;最后,利用兰州市公交网络进行实证分析发现:兰州市公交线路的介数指标数值差异较大,对公交线路重要度的贡献作用较大;兰州市公交线路的平均换乘机会和可达性水平差异较小,线路的平均换乘机会和可达性较好。     

考虑异质性出行需求的主支线公交树网络优化设计

公交线网优化设计是指在一定的运行约束条件下,选择1组公交线路和相关频率以达到优化目标的设计过程,可以表示为一个优化问题。针对具有高异质性出行需求的主支线公交树网络,在考虑客流需求和运营约束的前提下,以用户和运营者的成本最小为目标,提出了1种多目标非线性混合整数优化模型。优化变量为候选线路服务频率。为求解这一模型,设计了1种基于改进的布谷鸟算法的高效元启发式方法。该方法包括初始候选路线集生成过程;基于MNL模型的公交分配过程;确定路线服务频率的改进布谷鸟算法过程。通过算例验证了该方法的有效性和适用性。数值分析结果表明,该算法通过对所有可能的候选路径的服务频率选择得到接近最优的公交线路网络。另一方面,通过保持高峰时的公交线路为有效备择线路,为具有异质性出行需求的网络的重新设计提供了更好的解决方案。此外,该系统在1次运行中产生了1组帕累托解,其允许公交线网设计师评估运营商成本和乘客成本并做出折中方案。通过比较3种算法的计算结果和CPU时间,证明了改进的布谷鸟算法的可靠性和有效性。另外还研究了最优公交网络设计与公交运行速度、总需求规模等关键设计输入参数之间的关系,分析结果表明,关键设计输入参数与最优公交网络具有一定的协同效应。模型与算法为实际的大规模主支线公交树网络的优化设计提供了1种有效的工具。     

海南A市公交线路布局的设想

通过对海南A市城市发展与公交线路布局现状的调查,分析了A市公交线路布局的不足之处,提出以长途客运中心枢纽为起讫站点来设置城市公交线路的设想,对A市公交线路进行有效整合,合理地衔接城乡道路客运和过埠港口海运,优化其公交客运网络布局,完善城乡公交综合运输体系,促进城市公交事业的健康发展。     

基于线网分层的城市公交线网优化研究

构造了以直达客流密度最大、线网总运行时间最小为目标的线网分层优化模型,给出了基于遗传算法的模型解法,通过对现有公交线路所经过站点进行优化调整,提高线网运营效率;运用该模型对某城市公交网络进行验算,验证了模型和算法的有效性。     

公交线路资源配置与客流状况协调性综合评价方法

由于常规公交线路资源配置存在不平衡、不充分等问题，量化评价公交线路资源配置与客流状况协调发展程度成为科学优化城市公交线网布局的重要前提。考虑公交线路资源配置与客流状况协调性特征构建指标体系，针对传统DEA方法中指标及其影响效应的确定存在较为主观、难以区分有效决策单元等劣势，以结构方程模型为依托筛选有效指标并确定其影响效应。在此基础上，应用基于理想点的改进DEA模型获得二者间协调性差异化排序，研究了公交线路资源配置与客流状况协调性综合评价方法，并以北京市海淀区65条公交线路数据进行案例分析。结果表明，平均站点间距指标对二者协调性影响最大，影响效应达0.901。所提出的方法能有效区分应用传统DEA方法难以排序的5条线路，且其评价结果与线路等级及实际运营情况相符，具有良好的应用可行性。      

基于突变理论的公交线路服务水平评价

针对公交线路服务水平评价存在由于主观评价而造成结果缺乏可靠性的问题,建立了基于突变理论的公交线路服务水平评价方法。从交通功能和服务功能的角度,选取11个定量指标和2个定性指标构建适用于突变评价法的公交线路服务水平评价指标体系,分别对定性指标和定量指标进行无量纲化研究,基于目标分解状态变量的个数确定突变模型类型,并导出相应的归一公式。结合江苏省S市公交线路服务水平现状进行实例分析,采用得分变换法解决评价结果优劣程度区分不明显的缺陷。结果表明:基于突变理论的公交线路服务水平评价结果与S市实际情况吻合,证明了模型的可靠性。     

基于GIS的公交网络客流分配方法研究

常规公交是我国城市公共交通运营的主体,研究常规公交网络的客流分配方法有着重要的意义。本文分析传统公交客流分配方法的不足,在地理信息系统的基础上研究了一种公交网络数据结构模型,以充分表达公交线路、站点和交通区域间的空间位置关系,提出一种实用的公交客流分配技术。该方法在城市公交规划中得到了实际应用,并取得良好的效果。     

考虑公交线路短时瘫痪的复线设计模式

为缓解公交线路在实际运营过程中可能出现短时瘫痪所带来的负面影响,提出了一种不同于传统公交线路设计方式的公交复线线路设计。复线模式的公交线路能够在原线路部分路段出现短时瘫痪时实现快速响应,使公交车辆转移至复线路段运营。首先,构建了以乘客出行时间最小化为目标的公交线路复线设计模式,同时依据所构建的模型特征,提出了相应的启发式算法求解。为了验证所提出模型和算法的效果,选取了绵阳一条10站点的公交线路为例进行案例验证。结果表明,相比于传统模型公交线路部分路段发生瘫痪时,公交车辆只能等待路段通行缓慢恢复,导致乘客出行时间过长的问题,通过复线设计,在原公交线路部分路段发生瘫痪时,公交车辆通过绕行至复线线路,可以使乘客总的出行时间减少43.97%。最后,为了分析不同参数取值的影响,对站点到达时间以及道路瘫痪程度进行了相应的灵敏度分析,分析结果表明,当公交运行路段瘫痪越严重,使用该复线设计的效果越好,但如果复线站点与原站点距离过远时,将会导致乘客从到达复线站点以及从复线站点到达最终目的地的走行时间增长,将会降低该方法的应用效果。因此,在应用所提出的公交复线设计时,原线路站点对应的复线站点距离不宜过远。     

基于交叉口转弯率的网络交通状态模式发现

针对日益凸显的城市网络层次交通问题,提出一种基于交叉口转弯率的网络交通状态模型,并根据该模型进行了网络交通状态典型模式发现。该模型从交通网络拓扑结构出发,根据各路段的实际流量采用递归最小二乘法对各交叉口在各方向上的转弯率进行了估计,得到了基于路网拓扑结构的转弯率矩阵。该矩阵不仅反映了路段之间的相互影响关系,也反映了路网中交通流的分配情况,即从一定程度上反映了整个网络的交通状态。进而对各时间点的转弯率矩阵进行了基于SOM的分类,对各种网络交通状态在时间轴上进行了统计,结果显示了早晚高峰时段以及白天早晚高峰之间的典型网络交通模式。该方法为网络交通状态研究提供了一种新的建模与分析方法,通过实例分析证明该方法具有普适性与有效性。     

公交线路客流 OD 管流类推估算方法的应用

应用管流类推法(fluid analogy method ,FAM )研究公交线路 OD 矩阵的估算,该方法利用管流概念,将公交线路和乘客分别视为管道和流体,利用乘客在各站上下车人数来估算公交线路 OD 矩阵。将该方法应用于北京市分段计价的公交线路中,通过对比估算结果与实际公交 IC 卡的出行 OD分布,结果表明:在早高峰、晚高峰、全日的 OD 估算误差指数在0.75以上,且早高峰、晚高峰、全日估算的公交乘车站距与实际乘车距离的相关系数分别为0.98,0.98,0.99,验证了 FAM 法在公交线路不同时段 OD 估算中的精度与可靠性,与传统的均衡算法等解析模型相比,该方法简单、高效,且能够得到惟一解,在智能公交实时调度中具有较高的实用价值。      

基于众筹出行需求数据的互联网巴士线路设计模型及应用

针对近年兴起的"互联网巴士"交通新模式,基于互联网平台收集的乘客出行OD数据,建立相应的多层优化模型进行需求响应型公交线路方案设计,提高线路载运乘客数量以及服务质量.利用Arcgis、百度地图API等电子地图技术手段,将实时路况、交通网络拓扑信息等应用于模型中,智能快捷的完成从OD需求到线路方案的规划设计过程,并利用深圳小猪巴士的众筹数据进行算法的实例验证.     

基于出行费用最小化的公交网络优化模型

基于组合优化的角度，提出了优化公交网络设计的非线性０－１规划模型，以所有乘客流的出行时间和要实现公交网络的资金投入为费用目标函数，在满足车站容量限制的条件下，最小化目标函数以获得公交线路的优化决策。