基于乘客出行方式选择的定制公交线路设计优化方法研究

发布时间：2020-04-07 22:55

【摘要】：近年来,随着经济和社会的发展,我国城市交通基础设施建设发展十分迅速,但机动化的冲击仍是很多城市面临的问题。针对城市交通机动化需求与资源制约的矛盾,政府的职责不单是提供交通基础设施,更重要的是通过交通政策手段引导交通行为,构建资源和能源节约型的多模式公共交通服务体系,实现公交优先和城市交通的可持续发展。因此,一种全新的创新型需求响应型交通系统——定制公交(CB)应运而生。它旨在为需求起、终点相似的中长距离通勤乘客提供一站直达、个性化、高品质的共享公交服务。本文针对定制公交的产品特点和线路运营特征,提出定制公交的线路设计优化方法。首先,通过乘客出行需求分析了解乘客出行特征,感知乘客出行起终点分布;然后,建立定制公交乘客的出行方式选择模型,并利用实际的出行行为和出行意愿调查数据标定模型参数,来分析影响乘客选择定制公交出行的主要因素,为设计定制公交线路提供参考;最后,基于乘客的出行方式选择结果,建立一个双层规划模型来设计定制公交线路,其中,下层模型为混合公交网络的随机用户均衡模型(SUE),上层为考虑定制公交线路特点的带时间窗的车辆路径优化模型(VRPTW)。因此,本文的研究成果可为定制公交运营者优化线路设计和运营管理提供建议,并为进一步促进定制公交的发展做出贡献,主要的研究内容包括以下几个方面:(1)对定制公交乘客的出行需求特征进行分析。通过对比城市其他通勤交通方式,分析定制公交的交通特性;基于定制公交潜在乘客的出行意愿调查和实际乘客的出行行为调查数据,对不同类型乘客的出行者特征、时空需求特征和出行者偏好特征进行分析;介绍定制公交站点和线路的需求特性。(2)提出定制公交乘客的出行需求分布感知方法。考虑定制公交的线路设计特点和开行条件,依托基于密度的聚类算法——DBSCAN算法的聚类思路,提出起终点成对聚类的改进算法——P-DN算法;基于常规公交IC卡数据提出从常规公交乘客中识别出潜在定制公交乘客的方法;确定潜在定制公交乘客的出行需求起终点分布,提出可行线路起终点分布方案。(3)建立定制公交乘客的出行方式选择模型。建立基于SP-off-RP调查数据的三层巢式Logit模型;采用线上和线下SP-off-RP问卷调查的形式采集通勤乘客的出行方式选择信息;利用Stata12.1软件和实际调查数据对模型参数进行标定,分析影响通勤乘客选择定制公交出行的显著因素,并基于边际效应提出各选择方式之间的转移效果。(4)建立基于乘客出行方式选择的定制公交线路设计双层规划模型。基于定制公交乘客出行方式选择模型的求解结果,建立带时间窗的车辆路径优化模型与混合公交网络的随机用户均衡模型相结合的双层规划模型来得到考虑乘客出行总时间最小和乘客出行方式选择相互影响的定制公交线路设计方案。其中,下层模型利用Dial算法与相继平均算法(MSA)相结合的改进分配算法进行求解,上层模型采用分支定界算法进行求解。研究成果应用北京市城八区道路网设计定制公交线路来进行实例验证。
【图文】：

路线图,路线图,论文

图I一论文的技术路线图

交通方式,私人交通,公共交通

定制公交作为一种公共交通模式，秉承公益性原则，吸引更多私家车出行者转逡逑向定制公交出行，能够减少城市机动车的使用率、减少汽车尾气排放、缓解交通环逡逑境污染、减少路边停车占用的城市有限的道路空间资源、降低城市通勤交通压力、逡逑缓解城市交通拥堵、推动乘客绿色出行和城市交通的可持续发展。逡逑２．２定制公交与其他交通方式特性对比逡逑２．２．１定制公交与其他城市通勤交通方式的关系逡逑按照传统的分类形式，，城市通勤交通方式可分为私人交通方式和公共交通方逡逑式。私人交通方式一般包括小汽车、出租车、自行车、摩托车等交通方式。公共交逡逑通方式一般包括公交、轨道交通及辅助公交。定制公交根据其运营时间、乘客类型逡逑等特点，属于公共交通系统中辅助公交的一种，主要协助常规公交和地铁完成早晚逡逑高峰时段的通勤出行。定制公交与其他城市通勤交通方式的关系如图２－１所示。逡逑城市通勤交通方式逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491.17

【参考文献】