考虑轨道交通作用效应的城市公交线网优化方法

在分析轨道交通对常规公交客流的诱增、分流和互补等三种作用效应的基础上,采用定性与定量组合优化方法从公交整体线网结构调整和公交接运线路优化两方面进行常规公交线网的优化分析.在整体线网结构调整中,依据线网的功能层次、功能结构、整体规模与公交线路长度等特性,分别进行取消、缩短、调整线路走向等优化;接运线路优化则以接运效率为优化目标、构建目标优化模型进行优化.以Z市为例,对轨道作用效应下的Z市常规公交线网进行优化,优化后,取消线路1条,缩短线路1条,保持现状4条,调整16条线路走向,新设接运线路9条,公交性能指标大幅提升,优化结果表明组合优化方法能较好地实现公交线网优化目标.     

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.     

基于K-means聚类的城郊公交网络设计

为改变现有城郊公交线网规划不合理的状况,通过将物流领域的Milk-run和Hub-spoke的设计方法应用到公交网络优化和设计中,构建了新的城郊公交线网优化模型。同时,为求解所构建的城郊公交线网优化模型,设计了相应的启发式算法。首先通过k-means聚类方法将城区公交站点进行聚类,同类站点即为Milk-run线路的组成站点,再将同类站点的公交线路长度优化问题转化为经典TSP问题进行求解,结合多种局部搜索的操作方式,得到每条Milk-run线路的最短设计方案。然后依据规划好的Milk-run线路,通过遍历Milk-run线路中所有站点,确定每条Milk-run线路hub的站点所在的位置。最后结合客流需求,为各线路分配相应的车辆数量,结合线路的运行时间,可以获得各线路相应的发车频率。为验证所提出的模型和算法的实用性和有效性,将提出的方法应用到香港天水围区域的实际城郊公交线网优化,通过Matlab编程实现了方案求解。案例求解结果表明:与现有的实际公交服务对比,在不改变现有的站点布局及车辆配置数量的条件下,当客流需求维持现有的水平时,应用Milk-run和Hub-spoke方法对现有的公交服务进行优化,能够减少乘客4.2%总的出行时间;通过Milk-run线路及hub站点的设置,可以产生规模效应,能够有效提高城郊公交系统的服务水平,使居民出行更加方便快捷。     

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.      

城市公交网络的拓扑结构及其演化模型研究

城市公交网络的拓扑结构特性源于其内在的演化生成机制.以国内4个城市公交网络为研究对象,分别在L空间和P空间对这些网络的度分布、集聚系数和平均路径长度进行了计算和分析.研究发现,公交网络中经过站点的线路教分布服从幂律分布,节点的度分布服从指数分布.基于此,提出了公交网络的演化生成机制--线路择优连接和站点随机游走机制,并构建了公交网络的演化模型.数值仿真结果表明,模型反映了公交网络演化生成过程的关键要素.     

基于K-shell的特大城市公交换乘优惠与线网规划协同优化

针对特大城市公交系统存在汽车公交客流量急剧下降,企业亏损严重,若调整线路又会增加一些乘客广义出行费用使得公交出行比例下降这一问题,提出"大幅度降低常规公交线路数量,增加接驳和通勤公交线路数量"汽车公交线网规划调整与"公交换乘优惠"的协同优化方法。采用复杂网络理论的K-shell分解法计算各站点Ks值并排序,选择主要换乘节点,确定保留下的骨干公交线路,构思其余公交线路候选集合;建立换乘优惠方案下汽车公交线网调整优化双层规划模型,其中上层为系统广义出行成本最小化、公交出行量最大化和公交企业亏损最小化的多目标模型,下层为基于弹性需求的多方式多用户均衡配流模型。采用浮点遗传算法优化求解,以天津中心城区为例予以分析,结果表明:采用本方法可解决特大城市公交换乘站点的优化确定问题;与不实施换乘优惠和规划调整方法、只有换乘优惠方法和只有规划调整方法相比,系统广义出行成本分别降低14.05%,13.01%和8.65%,公交分担率分别增加29.03%,26.01%和11.66%,公交企业亏损分别降低27.19%,23.63%和10.20%;该方法能适应特大城市客流需求特点,通过汽车公交企业线网结构大调整和政策扶持,在减少不必要亏损的同时降低出行者广义成本,保持较高的公交分担率,提升城市公交综合服务水平。     

基于GIS的七里河区常规公交线路及站点研究

随着我国汽车保有量的逐年递增,我国城市交通拥堵现象愈发严重,同时城市大气污染加剧。然而,合理高效的城市公交运行体系可以有效缓解上述问题。所以,合理的设置常规公交线路及站点是现在亟待研究的一项课题。文章以兰州市七里河区11条街区现有公交线路及站点为研究对象,首先通过调研充分掌握七里河区现有公交线路、站点和人口分布等基础数据;其次利用GIS软件绘制公交线路和站点图;接着建立七里河区公交站点布局评价体系,其中选择线路长度、公交站点间距、公交站点覆盖率、公交线网密度和公交线路重复系数为评价指标来评价七里河区公交站点及公交线路布局的合理性;最终根据评价体系中发现的问题优化了七里河区局部公交站点及公交线路布局,建议对21路、24路、H5路、134路线路延长,对瓜州路等部分路段增设站点等。     

多层次公交线网拓扑结构分析

为构建与城市道路等级相类似的分级(层)公交线路,明确不同线路的主体功能,有序而科学的引导乘客的出行行为和习惯,减轻地面道路交通压力的同时创建一个优良的公共交通服务体系,根据城市布局结构和路网架构特征,参考一般的公交线网结构,构建适应多层次公交特点、分别适用于单中心、多中心、分离式组团和带状等4类城市用地布局的公交网络拓扑结构,并提出了串联、并联、叉联和枝联等4种线路连接方式。研究结果可用于指导不同用地布局城市多层次公交线网架构,并为进一步深入研究多层次公交线网的规划设计打下基础。     

公交线网调整决策支持系统的总体设计

阐述了公交线网调整决策支持系统BNDSS的总体设计过程，分析了系统的功能和用户需求，对系统结构、模型库和数据库进行了详细设计，并运用GIS软件对实际公交网络进行了公交线路的调整。     

武汉常规公交运行监测与服务效能评价研究

在国内外研究现状的基础上结合武汉现有数据资源重点从公交线网结构合理性、客流动态监测分析、运行效率和运营服务管理4个方面构建常规公交运行监测与服务效能评价指标体系,并结合实际数据和相关规范分别对其评价分析.研究表明:武汉市公交线网发展水平近年来有较大幅度提升,线网结构合理性各项指标符合规范要求;常规公交日均吸引乘客200～500万人次,较大部分为通勤乘客,占比67%;公交运行速度处于轻度拥堵状态,为15～19 km/h;公交运营服务管理各项指标值较高,但发车间隔合格率和准点率指标值相对不高.最后针对站点客流大、秩序混乱、公交运送速度低、部分线路方向不均衡系数大等问题分别提出设置港湾式公交站、分站扩容,设置公交专用道,增设区间车等改善建议.     

基于多源数据的公交出行特征分析

为准确分析公交消费数据不完整情况下的公交出行特征,基于乘客上车刷卡数据、支付宝扫码数据及公交GPS数据,运用时空匹配法和出行链理论挖掘分析乘客上下车站点、公交线路OD矩阵、出行空间分布特性及消费时间分布特征。实际验证结果表明:1)使用IC卡和支付宝的乘客数量近似相等,使用现金人数较少,约占整体的6%;2)乘客出行次数在2次以下占总数的84%,换乘需求较少,公交可达性较高;3)高峰期消费次数均超过25000次/h,约占全天总数的23%,居民出行目的较为单一,大部分往返于居民区与办公商业区,与实际情况相符。     

基于GIS平台的地铁客流预测模型构建

借助GIS平台,对公交线网进行编码,并利用ArcGis的缓冲和叠加分析工具,建立公交站点和地铁站点的空间对应关系。根据调查得到的公交线路站间OD矩阵,利用地铁意向调查标定的参数结果,得到公交客流转移到地铁的比例。基于GIS平台构建的地铁客流预测模型,可以有效地提高建模速度,并能对公交线路调整进行快速反应。     

应对突发大规模流行病的城市常规公交管控策略

公共交通内部相对狭小和密闭的空间，使得乘客间频繁发生近距离接触，是流行病扩散的高危环境。面对诸如新型冠状病毒肺炎这类突发大规模流行病时，交通管理者通常采取的方案是全部公交线路停运，彻底阻断流行病通过公共交通系统传播这一个途径，但是对于公交乘客而言，如果缺乏替代的出行方式，将严重降低其移动性，甚至会影响其基本的生活条件。利用北京市公交IC卡刷卡数据，挖掘乘客的个人出行特征和相互之间的接触特征，构建公交乘客动态接触网络，试验数据统计显示北京公交乘客单次出行与他人的平均接触时间为17 min，通勤乘客工作日与他人平均累计接触123次。利用理论传播模型（SEI和SIS）模拟流行病在公共交通系统内的扩散，对比随机网络分析其特征，发现公交乘客间接触的周期性发生规律显著促进了流行病的快速传播。将乘客传播影响力集计至公交线路，针对常规公交网络设计停运部分线路的运营方案，使用站点间平均邻接距离作为指标，衡量部分停运方案导致的常规公交系统可达性损失。研究对比了停运方案实施前后的流行病扩散规模。研究结果表明，只需要停运小部分线路就能使流行病暴发得到遏制，同时公交系统的整体可达性没有明显下降。     

轨道交通环境下公交专用道布网及设置

研究轨道交通环境下公交专用道网络布局,提出宏观、微观层面,定性与定量相结合的规划方法。通过分析客流OD分布、路网结构、交通布局、土地利用、道路等级等确定公交专用道线网总体布局;通过公交客流比例、公交车流率、路段饱和度、机动车道数、公交车平均运行速度等定量分析可实施专用道的条件。以上海闵行区公交发展为例,研究现有5条轨道交通线路下公交专用道线网的布局。预评估表明公交客运能力提高约20%,公交车车速提高约15%。     

我国中小型高铁枢纽外围集散路网布局研究

针对高铁枢纽外围集散路网布局问题,以中小型高铁枢纽作为研究对象,通过对部分高铁车站的调研分析,阐述了枢纽外围集散路网布局的内涵和现状问题,分别研究了枢纽与分流通道的空间关系、枢纽集散通道与铁路线的空间关系以及枢纽外围集散路网的布局模式,并总结了 5条结论,为今后中小型高铁枢纽外围集散路网规划设计提供理论支撑.     

沉管隧道健康状态评价中权重确定的主-客观融合方法

结合主观赋权法和客观赋权法的特点,采用改进的层次分析法--乘积标度法和熵权法相融合,发挥了层次分析法--乘积标度法的灵活性和熵权法能够表征指标包含信息量大小的优点,建立了既能发挥主观经验知识又能结合客观数据分析的主-客观融合的赋权方法;利用建立的红谷隧道健康状态评价模型的层次结构,充分考虑环境作用、结构应力、结构变形、裂缝和渗漏水的因素,并根据某隧道健康监测数据进行权重分析研究。结果表明本文提出的方法取得了较好的效果,对沉管隧道健康状态评价过程中指标权重的确定具有指导意义。     

COVID-19在公交网络传播模型及防疫策略有效性分析

城市公交系统是空气传播型病毒进行人际传播的重要潜在空间，研究病毒在公交系统中的传播，能精确的指导公交防疫策略的制定。基于双层公交网络模型，耦合出行规则和SEIR模型建立了公交网络传播模型，以某虚拟的区域空间和公交线网为背景，根据双层网络模型的特点，分析了公交车上及公交站点病毒传播的过程，制定宏观和微观2种防疫策略并分析效果。研究发现，公交出行会导致病毒大范围传播，公交车上和公交站点是最重要的传播环节。对公交防疫策略效果的分析中，宏观控制策略的切断公交线路比例φ₁ >0.5或者停运公交站点比例 φ₂ >0.4时，最终免疫人群比例会下降至0.3以下。微观调节策略则需要同时调整发车间隔 t_d < 4且满载率α < 50%，则最终免疫人群比例小于0.4，防控效果最显著。      

基于GIS的城市交通网络数据模型研究

针对城市交通需求预测中交通网络数据建模的特点和难度,提出了一个基于GIS的交通网络数据模型,并设计了模型的具体内容包括数据库表结构、交通网络拓扑结构表示法等。数据库表按节点、路段、转向、OD对以及交通区这5种网络基本要素分类设计。城市交通网络拓扑结构包括节点-路段和路段-转向两部分,前者采用邻接表来表示,后者则采用邻接表的拓展形式-路段邻接表。该模型集拓扑数据、空间数据和属性数据于一体,充分发挥了GIS和数据库技术的优点,并可表示出完整的节点-路段-转向拓扑关系,为计算机辅助城市交通需求预测奠定有效、详细的数据基础。     

基于复杂网络理论的城轨线网抗毁性对比分析

为分析不同规模轨道交通路网面对突发事件的抗毁性能，选取中国10个典型城市的轨道交通网络，采用复杂网络理论分析模拟攻击下网络的抗毁程度。利用Pajek软件构建Space-L拓扑空间抽象路网，设定定量化评价指标，系统分析随机攻击、累计节点蓄意攻击下网络的抗毁性；利用改进网络效率公式分析单节点蓄意攻击下单一节点的失效对网络的影响程度。研究结果表明，轨道交通网络是无标度网络。随机攻击下，2种规模网络在指标为节点度、网络效率、最大连通子图的失效站点数占比分别达到10.44%和11.09%，17.99%和18.39%，13.27%和12.92%时路网崩溃；累计节点蓄意攻击下，2种规模网络在指标为节点度、网络效率、最大连通子图的失效站点数占比分别达到5.22%和5.17%，4.3%和3.19%，4.23%和2.43%时路网崩溃。与在发散型线路交点的失效节点相比，处在三角形顶点或网状结构内的失效节点对整体网络的抗毁性更强。