自行车与公交车组合出行条件下的换乘点选址优化研究

发布时间：2020-03-28 21:54

【摘要】：城市交通的快速发展使得人们的出行更加便利,但同时也因此产生了许多交通问题(例如交通拥堵),这些问题严重制约着社会经济的可持续发展。共享单车的出现使得自行车这种交通方式开始得到出行者的广泛使用,并且对交通拥堵和环境污染问题起到了一定的改善作用。但是自行车在出行过程中受到出行距离因素的影响,对于使用自行车的出行者,在短距离中可以依靠自行车一种方式完成出行,而在长距离出行中,则必须要采用自行车换乘公共交通的组合出行模式。交通流分配问题的研究为解决城市交通中的主要问题以及交通规划策略的制定和实施提供了理论依据。然而目前对自行车出行的相关研究显然还不够完善。一方面,现有的交通流分配模型在构建广义费用函数时,通常只考虑时间和价格因素,而忽略了出行距离的影响。另一方面,近年来,共享单车的兴起使得自行车出行逐渐增多,但自行车换乘设施规划得尚不够完善。基于以上分析,围绕“自行车+公交车组合出行”条件下换乘点优化选址问题展开研究。首先,针对我国城市多方式交通网络中的居民出行特点,提出构建多方式交通超级网络模型的方法,考虑距离因素,构建多方式交通网络中各弧段及路径的广义费用函数。在此基础上,建立考虑距离因素的多方式交通流分配模型。其次,基于考虑距离因素的多方式交通流分配模型,从交通拥挤和污染排放两个角度出发,构建自行车换乘点的双层规划选址模型,研究自行车换乘点的选址规划对各种方式的分担率、换乘需求量以及社会效益的影响。本文所做的主要工作如下:(1)针对城市多方式交通系统中各方式的出行特点,考虑换乘行为,将出行者在多方式交通网络中的出行过程分为上网、运行、换乘和下网四个过程。根据图论和超网络的相关理论,分析多方式交通系统的结构特征,提出城市多方式交通超级网络模型的构建方法和网络中各元素通用的表示方法。在此基础上,定义多方式交通超级网络中的超路径、子路径及有效超路径的概念,并且基于子路径的概念,提出多方式超级网络中最短有效超路径的搜索算法。(2)基于出行过程的四个过程,考虑距离因素,从时间、价格和舒适度感知成本三个要素出发,构建弧段、子路径以及超路径的广义费用函数。基于子路径费用,提出改进的有效超路径搜索算法。同时,基于随机用户均衡理论提出相应的考虑距离因素的交通流均衡模型及其求解算法,通过数值算例对模型和算法的可行性和有效性进行验证。求解结果说明了出行距离对出行者的出行选择有着重要影响,出行距离是研究出行者出行行为时的一个必不可少的考虑因素。(3)对自行车换乘点选址的影响因素进行分析,考虑社会效益最优,建立自行车换乘点的双层规划选址模型。其中社会效益主要包括交通拥堵和污染排放两个方面。上层模型为离散选址模型,下层模型为随机用户均衡模型。基于改进的路径搜索算法和考虑距离因素的多方式交通流分配模型,并且采用遗传算法对其进行求解,通过数值算例对模型和算法验证,对选址结果和参数灵敏度进行分析。算例说明了自行车换乘车点不能随意设置,也不是修建得越多越好,过多设置停车点反而会造成资源浪费,造成整个交通系统的效益降低,而合理的规划布局会使整个系统的效益达到最大化。
【图文】：

图３－１换乘站与停车点不意图逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｐｌａｎｎｉｎｇ邋ｏｆ邋ｂｉｋｅ邋ｐａｒｋｉｎｇ邋ｓｔａｔｉｏｎ逡逑系统中，各种交通方式独立运营，但又存在相同的道路上行驶。出行者可以选择使用一同样地，多方式交通超级网络中的各方式存在之间又通过换乘关系联系起来。城市交通系组合出行模式己经越来越普遍，，共享经济推单车和公共交通的多模式出行越来越广泛。限，因此必须对共享单车换乘点进行合理的选的特点可以归纳在表３－２中。逡逑表３－２出行模式特点分析逡逑Ｔａｂ．３－２邋Ｔｈｅ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ邋ｔｒａｎｓｐｏｒｔ逡逑

３．２．２超网络的表示方法逡逑超网络具有多层多级的结构特征，为了更好地描述超网络中的各种元素以及逡逑各元素的属性，下面对超网络中节点及弧段的表示方法进行介绍。在多方式交通逡逑系统中，出行者的一次出行往往包含四个步骤：（１）上网过程，即从出行起点步逡逑行或行驶到达某一网络节点；（２）运行过程，即从某个网络节点行驶到该网络中逡逑的另一节点；（３）换乘过程，即从某一种交通方式网络中的节点换乘到另一种交逡逑通方式网络的节点；（４）下网过程，即从某一网络节点步行或行驶到达出行终点。逡逑为了对出行者在多方式交通系统中一次出行活动的全部过程进行更好的描逡逑述，本文根据出行者的出行特征，采用超网络结构来描述整个多方式交通系统。逡逑在多方式交通超级网络中，每种方式都有各自独立运行的方式子网络，而各子网逡逑之间又通过换乘关系联系起来，多方式超级网络可以表示成式３－１的形式：逡逑Ｇ邋＝邋（Ｍ，Ｖ，Ａ）逦（３－１）逡逑式中：逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491

【参考文献】

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本文编号：2604966