基于排队论的公共交通系统运营优化研究

论文摘要

公共交通系统中乘客的到达和乘客的运送都是复杂的随机过程,因此,公共交通系统是一个典型的提供成批服务的随机服务系统。本文在分析有关城市交通可持续发展理论的背景下,运用随机理论,对城市公共交通系统的运营进行了优化研究。乘客在站台排队等候上车是公交系统服务的重要一环,是整个公交系统的重要组成部分,故需要对公交车停靠站时间消耗进行研究。公交排队系统的随机性很大程度上表现在其输入过程——交通流的随机性上。因此首先对公交车交通流情况进行统计分析,并用x~2拟合检验法验证了乘客到达时间服从的分布规律。对每一个站台的排队系统用典型的随机服务系统模型M|M|n进行描述,并进行计算,求取M|M|n队列的平均队长,平均等待时间,乘客平均数等系统指标。根据随机理论,建立了一般排队系统优化模型与公交系统排队系统模型,通过调整和控制排队系统使其处于最佳的运营状态,通过实例运用证实了本模型的合理性,运用此模型,可找到公交公司与乘客需求的平衡点,并制定相应的行车计划。最后运用生灭过程理论,建立公共交通系统发展控制模型,并对其进行分析,得出在一定的乘客需求下,系统中空闲车辆和服务车辆之比,为合理规划公交运营系统以及评价城市公交车的发展规模是否合理提供可靠的理论依据。总之,本文基于排队理论建立公交系统的排队模型,并将此模型应用于公交系统的优化调度与公交系统资源配置中,通过仿真验证,既验证了该模型的有效性,又取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.3.1 城市公共交通概念及其构成
• 1.3.2 研究的主要内容
• 1.3.3 本文章节安排
• 第二章 公共交通系统的马尔可夫过程评析
• 2.1 几种重要的概率分布
• 2.1.1 输入分布与输出分布
• 2.1.2 指数分布
• 2.2 马尔可夫性及其状态分类
• 2.2.1 马尔可夫过程
• 2.2.2 生灭过程
• 2.3 公交系统排队特征分析
• 2.3.1 排队论简介
• 2.3.2 公交排队系统
• 2.3.3 公交排队系统的特征
• 第三章 公交系统中车辆停靠时间特征分析
• 3.1 问题描述
• 3.2 公交车辆在公交站点消耗时间构成分析
• 3.3 进出站时间特征分析
• 3.4 驻车时间影响因素分析
• 3.4.1 上下车人数对停靠时间的影响特征
• 3.4.2 车辆开关门时间
• 3.4.3 车型对停靠时间的影响分析
• 3.4.4 付费方式对停靠时间的影响分析
• 3.4.5 车内拥挤度对停靠时间影响特征
• 3.5 公交车辆在公交站点排队等待时间分析
• 3.5.1 排队系统组成
• 3.5.2 排队论适用性分析
• 3.6 公交站点排队系统特征分析
• 3.6.1 乘客数的平稳分布
• 3.6.2 排队系统特征
• 第四章 公交系统中车辆运行排队优化模型
• 2拟合检验判断交通流的分布规律'>4.1 x²拟合检验判断交通流的分布规律
• 4.1.1 假设检验的其本思想与一般步骤
• 2拟合检验过程'>4.1.2 x²拟合检验过程
• 2拟合检验法判断公共交通分布规律'>4.1.3 利用x²拟合检验法判断公共交通分布规律
• 4.2 一般排队系统优化模型
• 4.3 公交车排队系统优化模型
• 4.3.1 模型假设及符号
• 4.3.2 问题分析与模型建立
• 4.4 模型求解与仿真
• 第五章 公交系统发展规模优化配置分析
• 5.1 公交系统发展规模控制模型——生灭过程理论
• 5.2 公交系统发展规模的优化配置
• 5.2.1 公交系统发展规模的生灭过程分析
• 5.2.2 公交系统发展规模控制指标的确定
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文的主要研究成果
• 6.2 进一步研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A
• 研究成果