城市公交网络复杂特征及竞争—合作研究
本文选题:公交网络 + 复杂网络 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2017年博士论文
【摘要】:常规公交具有线路设置灵活、覆盖面广、可达性好等特点,是城市居民公共出行的重要交通工具,在我国城市公共交通体系中一直处于主体地位。目前,常规公交已经在各主要城市形成具有相当规模的网络,几乎实现了“全覆盖”。论文选择常规公交作为研究对象,分别从宏观层面解析城市公交网络的复杂结构和从微观层面探讨公交线路在运营过程中的竞争博弈与合作可行性,其中前者考虑了公交线路间的竞争与合作关系,可以作为两者的连接点。研究成果对于深化城市公交系统规划与运营方面的基础理论具有重要意义。城市公交网络是由线路、站点、客流组成的复杂系统,其中线路分为上行和下行。提出公交线路重复因子的概念,以哈尔滨为例分析了城市公交线路上、下行的差异现状。构建了公交网络的有向P空间表示模型,将其应用于哈尔滨公交网络,发现了两个重要实证特征:加权度、度、站点连接线路数量、站点客流量的累积分布同时呈现出指数分布规律,哈尔滨公交网络存在富人俱乐部现象。基于相关性和差异性分析了哈尔滨公交网络的异配性以及站点连接的均匀性特征。分别从线路和网络角度对哈尔滨公交网络的乘客拥挤特征进行分析,针对供需不平衡的线路、站点提出了优化网络发车频率的建议。发现发生乘客拥挤的位置主要集中在线路中部,并且向头部和尾部递减,以及部分线路具有单向型和双向型客流特征。引入拥挤度和拥挤距离的概念,分别评价站点和出行路径的拥挤水平,结果表明哈尔滨公交网络在高峰期已经处于较高的拥挤水平。进一步分析路径长度、加权度、边权等统计特征,特别定义了路径的绕行系数,定量分析了哈尔滨公交站点间路径的绕行程度。从乘客出行OD分布角度提出竞争系数和合作系数的概念,分别度量两条公交线路之间的竞争与合作关系。构建了公交网络的竞合R空间表示模型,将其应用于沈阳公交网络进行竞合态势和网络特征分析。发现竞争与合作是线路间非常重要的关系,而且合作占据了绝对主导的地位。定义竞争强度和合作强度分析了公交线路与其关联线路的竞合情况,识别了公交热线与关键连接线。通过模块度检测出基于竞争关系的沈阳公交网络具有明显的社团结构。通过构建单条线路运营收益的优化模型分析了公交线路间竞争的必要性。以发车间隔作为决策变量,分别构建两条线路间的完全竞争模型和部分竞争模型,最大化各自的运营收益。基于两个算例和可移植性分析证明模型的有效性,结果发现了处于竞争中的线路通过改变发车间隔获得运营收益的增长规律,运营者可以运用博弈论和决策论分析各自的发车策略选择。所构建的竞争模型能够为运营者生成最优的发车间隔,也从理论上证实了线路间的竞争博弈有利于促进公交服务效率的提高。打破传统的公交发车模式,提出了公交线路合作运营的设想,从系统角度探讨了公交线路合作运营的可行性。以在公交枢纽处的公交局域网络为例,应用逆差函数理论描述了多条公交线路基于跨线调度实现合作运营的原理,包括站内调度和站间调度。通过理论与算例分析,公交线路合作运营能够合理调配车辆资源,从总体上削减线路运营所需的车队规模,从而降低公交企业的运营成本。论文旨在捕捉城市公交网络的一些新的复杂特征,涉及站点客流和公交线路间竞合关系,从网络角度分析乘客出行的拥挤状态和公交服务的供需现状,探索基于竞争与合作的公交运营机制。
[Abstract]:Conventional public transport has the characteristics of flexible line setting, wide coverage, good accessibility and so on. It is an important vehicle for urban residents' public travel. It has been in the main position in the urban public transportation system of our country. At present, the conventional public transport has formed a considerable scale of network in the main cities and almost realized "full coverage". Choosing conventional public transport as the research object, this paper analyzes the complex structure of urban public transport network from the macro level and the feasibility of the competition game and cooperation in the operation process from the micro level. The former considers the competition and cooperation relationship between the bus lines, and can be used as the connection point. The research results are deepened. The basic theory of urban public transportation system planning and operation is of great significance. The urban bus network is a complex system consisting of line, site and passenger flow, in which the line is divided into uplink and downlink. The concept of duplication factor of bus lines is put forward. Taking Harbin as an example, the present situation of the difference between the urban bus lines and the downlink is analyzed. The network has the P space representation model and applies it to the Harbin bus network. It finds two important empirical features: the weighting degree, the degree, the number of site connection lines, the cumulative distribution of the passenger traffic on the site, and the rich club phenomenon in Harbin bus network. According to the line and network angle, the passenger congestion characteristics of Harbin bus network are analyzed from the line and network point of view respectively. The results show that the Harbin bus network is at a high congestion level at the peak period. Further analysis of the path length, weighting, edge weight, and the results show that the Harbin bus network is at a high congestion level. According to the statistical characteristics, the detour coefficient of the path is defined, the detour of the route between Harbin bus stations is quantitatively analyzed. The concept of competition coefficient and cooperation coefficient is proposed from the angle of passenger travel OD distribution, and the competition and cooperation relationship between two bus routes are measured respectively. The R spatial representation model of the bus network is constructed. It is applied to the competition situation and network characteristics analysis of Shenyang bus network. It is found that competition and cooperation are very important relationships among lines, and cooperation occupies an absolute dominant position. The competition intensity and cooperation intensity are defined to analyze the competing situation of the bus line and its associated lines, and identify the bus Hotline and key connection lines. The Shenyang bus network based on competition relationship has obvious community structure. The necessity of inter line competition is analyzed by constructing the optimization model of operating income of single line. Taking the interval of departure as a decision variable, the complete competition model and partial competition model between two lines are constructed to maximize the competition. The effectiveness of the model is proved based on two examples and portability analysis. The results show that the line of competition can gain the growth of operating income by changing the departure interval. The operators can use the game theory and the decision theory to analyze their respective dispatch strategy. The competitive model can be operated for operation. It is also proved that the competition game between the lines is helpful to promote the efficiency of public transport service. It breaks the traditional bus service mode, puts forward the idea of the cooperative operation of the bus lines, and discusses the feasibility of the cooperative operation of the bus line from the point of view of the system. As an example, the principle of multi bus lines' cooperative operation based on cross line scheduling is described by inverse function theory, including station scheduling and inter station scheduling. Through theoretical and calculation examples, the cooperative operation of bus lines can rationally allocate vehicle resources, reduce the fleet size required for line operation in general, and reduce bus enterprises. The purpose of this paper is to capture some new complex characteristics of the urban public transport network, which involves the competing relationship between the site passenger flow and the bus line. It analyzes the congestion status of the passenger travel and the supply and demand status of the bus service from the network angle, and explores the bus operation mechanism based on the competition and cooperation.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U491.17
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 高文全;;基于复杂网络的济南市公交网络研究[J];科技信息;2013年15期
2 胡天军;张国华;徐一飞;汪焕敏;张喜;杜飞天;;一种城市公交网络优化的新方法[J];北方交通大学学报;1989年04期
3 钱大琳,孙艳丰;离散非平衡公交网络优化模型及其求解算法[J];北方交通大学学报;2001年02期
4 宇仁德,曲金玉,姜海山;一种公交网络分配模型[J];山东工程学院学报;2001年02期
5 张林峰,范炳全,吕智林;公交网络换乘矩阵的分析与算法[J];系统工程;2003年06期
6 葛亮,王炜,杨明,邓卫;基于站点的公交网络配流实用模型与算法研究[J];公路交通科技;2004年10期
7 闻辉,刘岳峰,郑江华,晏磊;基于时间链的公交网络数据模型研究[J];地理与地理信息科学;2005年03期
8 闫小勇,牛学勤;公交网络多路径选择启发式算法研究[J];城市交通;2005年03期
9 苏爱华,施法中;公交网络换乘问题的一种实现[J];工程图学学报;2005年04期
10 倪立;;对上海公交网络的分析与改善设想[J];交通与运输;2006年02期
相关会议论文 前10条
1 蒋忠海;邹志云;;城市公交网络阻抗函数模型[A];第二届湖北省力学学会青年学术研讨会论文集[C];2006年
2 白子建;朱兆芳;龚凤刚;;禁忌算法在公交网络优化中的应用[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
3 王宝辉;;城市(镇)群骨干公交网络框架研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
4 周康;马晓旦;夏晓梅;;基于最小换乘模型的公交网络优化[A];构建生态人文交通 促进经济跨越发展——第十九届海峡两岸都市交通学术研讨会论文选编[C];2011年
5 徐一飞;张国华;;一种求实的公交网络优化方法[A];科学决策与系统工程——中国系统工程学会第六次年会论文集[C];1990年
6 陈学武;胡刚;;公交分层系统的规划方法研究[A];北京快速公交系统发展战略研讨会文集[C];2003年
7 王昊;吴娇蓉;;多模式公交网络的换乘惩罚附加值研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 孙豹;杨旭华;;一种具有可控直径的公交网络演化模型研究[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
9 秦琼;张放;刘海英;许鹏远;王志平;;复杂网络理论在大连公交网络中的应用[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
10 杨峰;纪凯;陈涛焘;韩栋;;一种公交最佳路径选择方法[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
相关重要报纸文章 前10条
1 寿宁记者站 朱雅秀;寿宁投入160多万元完善公交网络[N];闽东日报;2010年
2 本报记者 李保良 通讯员 李朝旗 郭文辉;邯郸力推县市公交网络方便百姓[N];中国交通报;2010年
3 任相国 王砚才;陵县构建城乡村一体化公交网络[N];德州日报;2009年
4 本报记者 李竞立;昆明初步形成较为完善公交网络[N];云南日报;2002年
5 阮春生;完善三级公交网络 解决百姓出行难题[N];丽水日报;2007年
6 孙晓雷 张伟超 记者 雷蕾;莱芜市构建大公交网络实现“公交村村通”[N];人民政协报;2011年
7 记者 刘鲲;五年内形成城市公交网络体系[N];攀枝花日报;2014年
8 特约记者 李剑雄 记者 杨眉;株洲构建绿色公交网络[N];中国交通报;2013年
9 成露;政府首先要考虑为无车市民做些什么[N];工人日报;2007年
10 张魁勇邋陈文勇;大城市应优先发展轨道公交[N];成都日报;2008年
相关博士学位论文 前8条
1 胡宝雨;城市公交网络复杂特征及竞争—合作研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 张辉;城市公交网络结构分析及公交网络设计研究[D];北京交通大学;2016年
3 朱永刚;城市公交网络设计与优化方法研究[D];吉林大学;2010年
4 司徒炳强;公交网络时刻表编制的理论建模及可靠性控制方法研究[D];华南理工大学;2011年
5 张建刚;复杂网络同步理论在城市公交网络中的应用研究[D];兰州交通大学;2011年
6 陈光;空间复杂网络分析、优化及其在城市公交网络中的应用研究[D];浙江工业大学;2014年
7 田庆飞;基于复杂网络理论的城市公交网络生成与优化研究[D];吉林大学;2013年
8 孙磊磊;基于停靠时间的城市公共交通网络均衡客流分配模型研究[D];长安大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 余成娟;城市公交路网最优路线算法研究[D];长安大学;2015年
2 左磊;基于复杂网络的城市公交网络特性分析[D];东南大学;2015年
3 辛光照;多模式公交网络效能评估方法研究[D];东南大学;2015年
4 张琳;基于复杂网络理论的公交网络抗毁性建模与仿真[D];山东建筑大学;2016年
5 张玫;节点重要性评估及其在城市公交网络中的应用[D];河北师范大学;2016年
6 狄兆华;基于复杂网络的城市公交网络拓扑特征及线路连通性分析[D];西南交通大学;2015年
7 聂涔;基于站点对的公交竞合网络建模及复杂特性分析[D];哈尔滨工业大学;2016年
8 丁祥祯;基于GIS和空间句法的昆明中心城区公交网络评价研究[D];云南大学;2016年
9 赵杰;基于随机条件的复杂网络在城市公交网络中的应用研究[D];兰州交通大学;2016年
10 李宪;不同地形特性城市公交网络脆弱性研究[D];西北师范大学;2016年
,本文编号:2058060
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/2058060.html