城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究

发布时间：2016-11-05 11:55

  本文关键词：城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2015年

城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究

刘华胜  

【摘要】：随着我国经济的高速发展和城镇化进程的加快，机动车拥有量急剧增加，由此产生的交通拥挤、交通事故、环境污染等问题日益严重。实施“公交优先”发展战略，可有效缓解城市交通问题，改善城市客运系统环境，满足日益增加的交通需求。该战略的实施，应大力发展既与城市土地资源供应能力、交通基础设施现状以及环境容量相适应，同时又能在社会和经济活动中起到全局性、先导性作用的客运交通方式。轨道交通因具有运量大、准点率高、乘坐舒适便捷和节能环保等特点，受到城市居民的广泛的认可。推动城市轨道交通快速发展，有效发挥其在城市公共交通中的骨干作用，已成为未来城市公共客运系统的发展趋势。近年来，我国城市轨道交通投资力度不断加大，轨道交通线路规划与建设发展迅猛。轨道交通建设过程中工程技术复杂程度较高，从规划到施工全程投资较大、建设工期较长，此外轨道交通建设对地方经济基础以及财政实力也提出很大挑战。因此，我国许多城市短时期内无法形成一个系统完善的轨道交通运营网络。常规公交作为城市公共客运系统的主体，可以作为轨道交通系统形成完善客运网络前的有效补充。二者相互协作不仅可有效扩大轨道交通的客运服务范围，而且能实现轨道交通与常规公交优势互补，促进城市公共客运整体竞争力的提高，进而达到优化居民出行结构与城市总体布局的目的。因此，考虑轨道交通与常规公交之间的合作与竞争关系，促进两种交通方式协调发展，是当前城市公共交通发展的必然要求。 轨道交通与常规公交协调优化所涵盖内容比较广泛，，主要通过技术协同、线路协作、管理统一、政策匹配、设施配套等方面对两种公交方式进行有效整合，促进两者在网络结构与运能资源上的共享、合作与互补，从而提高整个公交系统的服务水平和运营效率。涉及站点间的协调换乘、线网协调设计、车辆运营协调调度、票制票价协调制定、管理体制协调等内容。常规公交线路是以城市道路及相关公共交通设施为基础进行运营的，可以结合实际客流需求在短期内对线路走向及运力配置做出灵活调整，而轨道交通基础设施一旦建设完毕，其铺设的线路与场站设施很难进行调整。因此本文主要研究轨道交通规划方案确定或建成条件下常规公交站点优化、网络设计、运营协调、突发事件应急联动等关键问题。 本文在国内外研究的基础上，依托国家自然科学基金项目“基于网络拓扑和交通拥堵分析的公交网络生成优化模型与算法研究（51378237）”，基于复杂网络理论、图论、最优化理论等对轨道交通快速发展背景下城市常规公交系统的优化问题进行探索与研究，分别构建了轨道交通与常规公交局域换乘网络站点优化模型、基于有效路径的轨道交通接运线路设计模型、轨道交通与常规公交运营协调模型以及轨道交通运营突发事件下常规公交应急输运模型，丰富了城市公共交通规划的理论体系。本文所完成的科研成果具体如下： 1.为提高轨道交通站点与周边常规公交所构成的局域换乘网络的运行效率，首先对所研究的局域网络进行拓扑描述，确定了合理的换乘网络规模；然后以乘客费用最小为目标，同时考虑站点容量、站间距等约束条件建立优化模型，采用复杂网络社团结构理论构造模型求解算法。最后将模型应用于长春市轨道交通3号线某站点及周边常规公交组成的局域换乘网络。结果表明优化后的局域网络总换乘时间可缩短16%，在考虑时间价值的情况下系统总费用降低6.16%，模型具有一定的实用价值。 2.常规公交与轨道交通有效接驳是城市公共交通协调发展的关键环节。本文通过建立基于有效路径的双目标模型来解决接运线路设计问题。首先运用复杂网络介数概念，在考虑城市拥堵的基础上定义有效路径作为接运线路设计的基础；其次以运输效率最大和乘客出行时耗最小为目标，同时考虑线路非直线系数、长度、运能配备等约束条件建立接运线路模型；然后借鉴“逐条布设，优化成网”思想，设计模型的具体求解步骤；最后以长春市轻轨4号线作为接运对象进行实证分析，结果表明在存在交通拥堵的情况下，该模型所设计的接运线路更能体现居民出行路径的选择策略。 3.城市轨道交通与常规公交运营协调是公共交通协调发展的重要内容。本文通过建立双层规划模型求解最优发车间隔来实现两种交通方式协调运营。首先对两种方式协调运营进行了阐述，在对系统内各成本进行分析的基础上建立了以系统总成本最小为目标的上层模型；其次基于出行策略理论，采用改进后的最优出行策略选择模型作为下层模型对公交网络客流进行分配，为上层模型提供客流分配结果；然后结合遗传算法提出了模型的求解步骤；最后将模型应用到长春市轨道交通及与之换乘常规公交所构造的网络中，结果表明该模型可有效降低乘客候车及换乘成本。 4.突发事件对城市轨道交通网络的安全与秩序产生重大威胁，严重影响轨道系统正常运行及居民出行。运用常规公交输运城市轨道交通滞留客流并实现运输接续是维持城市客运交通系统整体运行秩序的有效方法，本文对轨道交通运营突发事件情况下的常规公交应急策略进行了研究。首先确定了轨道交通运营突发事件情况下轨道网络内受影响的客流量以及需应急公交输运的客流量；其次，考虑突发事件发生具有随机性，建立了以满足乘客快速出行及输运效率最大为目标的应急线路设计模型，给出了模型求解步骤；最后对长春市轨道交通线路运营突发事件进行模拟，将应急客流矩阵及当前公共交通网络作为模型输入，对应急线路进行了设计，计算了相关指标。计算结果表明，在运力限制下，所设计的线路可有效降低滞留乘客的出行延误。 本文的研究成果可丰富城市公共交通规划理论体系，促进城市轨道交通与常规公交在站点、网络、运营及应急联动等方面的协调发展，保障城市轨道交通与常规公交系统健康有序的发展，具有较高的理论价值和实际意义。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U12
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姜帆;城市轨道交通与其它交通方式衔接的研究[J];北方交通大学学报;2001年04期

2 王振报;朱跃华;陈艳艳;;配合大容量快速运输的实用常规公交线网规划方法[J];北京工业大学学报;2010年06期

3 李志刚，吴沧浦;兵力部署优化问题的两层规划模型[J];北京理工大学学报;1997年03期

4 郭钰;宋瑞;;基于乘客等待时间最短的市郊公交发车时刻优化模型研究[J];城市公共交通;2009年01期

5 杜彩军,蒋玉琨;城市轨道交通与其他交通方式接驳规律的探讨[J];都市快轨交通;2005年03期

6 谢玉洁;韩宝明;许惠花;;城市轨道交通与地面常规公交的客运一体化[J];都市快轨交通;2006年01期

7 李橘云;;基于轨道交通的常规公交线路优化对策研究[J];都市快轨交通;2009年03期

8 解(亻刍);汪小帆;;复杂网络中的社团结构分析算法研究综述[J];复杂系统与复杂性科学;2005年03期

9 杨晓光,周雪梅,臧华;基于ITS环境的公共汽车交通换乘时间最短调度问题研究[J];系统工程;2003年02期

10 王佳;胡列格;;城市轨道交通站点对常规公交客流的吸引范围[J];系统工程;2010年01期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩霜南;;发展公共交通智能调度系统方案的研究探讨[J];安防科技;2006年11期

2 马雯;;北京东直门交通枢纽浅析[J];安徽建筑;2010年03期

3 刘潇,张莉,李默涵,蔡若松;城市公交OD预测的平均增长系数法[J];鞍山师范学院学报;2004年02期

4 郭文军,刘迁;石家庄市轨道交通合理线网规模匡算的研究[J];北方交通大学学报;2003年01期

5 曹守华;袁振洲;韩宝明;李得伟;;基于SOFM神经网络的客运一体化枢纽分类[J];北京交通大学学报;2008年06期

6 许旺土;何世伟;宋瑞;李娟;袁润文;;基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型[J];北京交通大学学报;2009年03期

7 武志昊;林友芳;田盛丰;唐锐;;高度重叠社区的社区合并优化算法[J];北京交通大学学报;2011年03期

8 彭利人,何民,毛海虓,任福田;我国城市交通发展特征分析[J];北京工业大学学报;2004年03期

9 陈艳艳,安志强,荣建;2008年奥运观众交通需求预测[J];北京工业大学学报;2005年05期

10 王振报;朱跃华;陈艳艳;;配合大容量快速运输的实用常规公交线网规划方法[J];北京工业大学学报;2010年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 毛程远;裴玉龙;;轨道交通站点接驳布局模式研究[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年

2 吕东旭;丛喜静;徐可心;;国外“公交优先”发展研究[A];2011城市发展与规划大会论文集[C];2011年

3 徐匆匆;;城市轨道交通站点与周边城市综合体一体化空间设计[A];2011城市发展与规划大会论文集[C];2011年

4 康盈;严爱琼;卢地;;重庆市轨道站点周边土地利用模式规划研究[A];2011城市发展与规划大会论文集[C];2011年

5 廖唱;漆凯;冯旭杰;杨远舟;陈绍宽;;典型城轨换乘站换乘效率评价研究[A];经济全球化与系统工程——中国系统工程学会第16届学术年会论文集[C];2010年

6 刘则渊;朱晓宇;;国际科学计量学及其姊妹学科的计量与图谱[A];第七届中国科技政策与管理学术年会论文集[C];2011年

7 吕东旭;丛喜静;徐可心;;国外“公交优先”发展研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年

8 代宝乾;汪彤;陈娅;;北京地铁大客流安全问题分析及对策研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年

9 傅白白;;城市交通网络及流量参数的仿真模型[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年

10 高敏燕;黄贤金;;基于遗传投影寻踪模型的交通用地集约利用综合评价[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第四卷）[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵长江;城镇群城际轨道交通线网规划理论与应用研究[D];中国铁道科学研究院;2009年

2 杨树忠;复杂网络中的社团检测问题研究[D];北京交通大学;2009年

3 房霄虹;城市轨道交通网络化运输组织协调理论及方法研究[D];北京交通大学;2011年

4 郭迟;基于复杂网络的Internet脆弱性研究[D];武汉大学;2010年

5 陈进杰;城市轨道交通项目广义全寿命周期成本理论与应用研究[D];北京交通大学;2011年

6 杨远舟;快速公交时空优先策略及其建模研究[D];北京交通大学;2011年

7 王爽;快速客运网旅客列车开行方案编制理论与方法研究[D];北京交通大学;2010年

8 张蕊;城市客运交通系统出行方式分担模型及应用研究[D];北京交通大学;2011年

9 孟学雷;突发事件条件下列车运行组织理论与方法研究[D];北京交通大学;2011年

10 赵宇刚;考虑服务水平的城市轨道交通换乘问题研究[D];北京交通大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨龙飞;非线性双层规划的算法研究[D];山东科技大学;2010年

2 周斌;复杂网络的社团结构挖掘及应用研究[D];广西师范学院;2010年

3 全书鹏;智能交通中车流量预测与路径优化技术的研究[D];郑州大学;2010年

4 郭建霞;基于现金流的工程进度协调优化研究[D];大连理工大学;2010年

5 李玥亭;互联网社区核及完整社区提取策略[D];大连理工大学;2010年

6 张世发;城市公交调查与优化方法研究[D];大连理工大学;2010年

7 王怡;轨道交通与常规公交合作竞争模式研究[D];长沙理工大学;2010年

8 刘琦;城市常规公交与轨道交通协调发展研究[D];长沙理工大学;2010年

9 任芳;城市常规公交与轨道交通接驳线路优化研究[D];长沙理工大学;2010年

10 宋安;基于双层规划的城市公交线网优化研究[D];长沙理工大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姜帆;城市轨道交通与其它交通方式衔接的研究[J];北方交通大学学报;2001年04期

2 姚丽亚;关宏志;;轨道交通线网服务范围研究[J];北京工业大学学报;2008年07期

3 莫智锋,余嘉,孙跃;基于泊松分布的微观交通仿真断面发车数学模型研究[J];城市公共交通;2003年03期

4 蔡顺利;城市轨道交通在城市公共交通体系中的骨干作用[J];城市管理与科技;2002年02期

5 蔡顺利;德国城市轨道交通概述——德国考察观感[J];城市管理与科技;2002年04期

6 陆建,胡刚;常规公交线网布局层次规划法及其应用[J];城市交通;2004年04期

7 刘伟华,刘惠敏,晏启鹏;轨道交通环线站点环内吸引区域研究[J];长沙铁道学院学报;2002年04期

8 邓连波;史峰;莫辉辉;;物流配送车辆路径问题多代竞争遗传算法[J];铁道科学与工程学报;2005年05期

9 牛学勤,王炜;基于最短路搜索的多路径公交客流分配模型研究[J];东南大学学报(自然科学版);2002年06期

10 汪胜;换乘节点的功能及其在轨道交通线网中的作用——杭州地铁1号线换乘节点的线路站型方案研究[J];地铁与轻轨;2003年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 张学尽;城市轨道交通与常规公交换乘协调性研究[D];西南交通大学;2004年

2 黄文娟;轨道交通与常规公交换乘协调研究[D];长安大学;2004年

3 姚新虎;城市快速轨道交通与常规公交的线网协调研究[D];长安大学;2005年

4 严波;城市轨道交通运营组织优化研究[D];东南大学;2006年

5 李德芬;基于需求弹性分析的公共交通吸引力研究[D];北京工业大学;2007年

6 胡华磊;大型活动突发事件公交应急调度的研究[D];北京交通大学;2008年

7 王云琴;基于复杂网络理论的城市轨道交通网络连通可靠性研究[D];北京交通大学;2008年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 盛慧;;常规公交在我国城市公交导向开发中的作用[J];交通标准化;2009年19期

2 徐琨;顾晓东;生金文;;轨道交通与常规公交的竞争与协调[J];科技风;2009年04期

3 孔繁钰;高志刚;徐上;刘海洲;;基于轨道交通的常规公交配套规划[J];交通科技与经济;2010年03期

4 郭琴;丑洋;;轨道交通与常规公交协调换乘影响因素分析[J];延安职业技术学院学报;2012年06期

5 李丹;徐琳;刘国强;;武汉市轨道交通配套常规公交优化调整方法研究[J];交通与运输(学术版);2013年01期

6 郑爱龙,王秋平;城市常规公交路线优化探讨[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2004年02期

7 ;上海“公交优先”战略向郊区基层行政村延伸[J];城市车辆;2007年06期

8 袁坤;马培建;崔曙光;;轨道交通与常规公交共线运营时公交线路长度的确定及站点的选择[J];交通与运输(学术版);2008年01期

9 张石石;高志刚;刘海洲;;轨道交通与常规公交一体化换乘协调分析[J];交通科技与经济;2009年01期

10 李淑庆;吕娜娜;;轨道交通与常规公交的耦合换乘模式研究[J];铁道运输与经济;2009年02期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 戴维思;陈懿;;轨道交通与常规公交的换乘衔接研究[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年

2 孟永平;;与轨道交通衔接的常规公交一体化方法研究[A];城市时代，协同规划——2013中国城市规划年会论文集（01-城市道路与交通规划）[C];2013年

3 徐勤;李苗;;基于排队论的常规公交站台线路容量研究[A];中国企业运筹学[C];2009年

4 陈忠暖;郭敏玲;许敏琳;;基于城市常规公交的广州居民可达空间的演变研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第三卷）[C];2010年

5 陆锡明;;关于发展北京BRT系统的思考[A];北京快速公交系统发展战略研讨会文集[C];2003年

6 吴建;;Logit模型在常规公交系统中的应用[A];生态文明视角下的城乡规划——2008中国城市规划年会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 武汉市公共客运交通管理办公室 杨录声;[N];中国交通报;2014年

2 深圳商报记者 肖晗;[N];深圳商报;2011年

3 记者 陈洁娜 实习生 林胤 通讯员 交通宣;[N];南方日报;2007年

4 侯大伟;[N];新华每日电讯;2008年

5 国家发展和改革委员会综合运输研究所城市交通室主任 程世东;[N];中国交通报;2013年

6 记者 刘杨堂;[N];镇江日报;2009年

7 ;[N];新疆日报(汉);2011年

8 刘杨堂;[N];镇江日报;2009年

9 董超文 郑广翔;[N];深圳商报;2004年

10 王建新;[N];人民日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 魏华;轨道交通与常规公交衔接优化关键问题研究[D];长安大学;2014年

2 刘华胜;城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究[D];吉林大学;2015年

3 孙杨;城市轨道交通新线投入运营下常规公交线网优化调整方法研究[D];北京交通大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 霍苗苗;城市常规公交运力规划研究[D];重庆交通大学;2009年

2 刘涛;轨道交通与常规公交衔接研究[D];长沙理工大学;2009年

3 马娜;城市常规公交服务品质分析与评价研究[D];北京交通大学;2011年

4 于鹏;基于轨道交通的常规公交时刻表协调优化研究[D];北京交通大学;2011年

5 王玉萍;常规公交与轨道交通之间的竞争与合作[D];长安大学;2004年

6 钱小兵;山地城市轨道交通与常规公交关联性研究[D];重庆交通大学;2011年

7 石悦;常规公交低碳发展策略与评价体系研究[D];西南交通大学;2012年

8 陈柳;常规公交服务质量评价指标及对策研究[D];重庆交通大学;2012年

9 雷霄然;城市大型活动中常规公交运力调度研究[D];重庆交通大学;2013年

10 常星;基于轨道交通的常规公交系统调整研究[D];华中科技大学;2013年

  本文关键词：城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：165165