基于蚁群算法的公交线网分层优化方法研究

论文摘要

随着我国社会的快速发展,城市规模不断扩大,居民出行需求、出行距离不断增加,随之而来的是城市交通越来越拥挤。此时,大家一致认为优先发展城市公共交通是我们城市交通可持续发展的必然选择。公交线网是公交系统的基础,如何构建一个完善合理的公交网络直接影响着公交的服务水平,关系着优先发展公共交通的策略能否落实。公交线网优化是在居民出行调查和其他公交专项调查的基础上,运用运筹学等数学知识和计算机技术对公交线网进行合理的优化调整,最大限度地提高城市公交的运输效率,为市民提供一种高质量的公交出行服务,它是一种投资少、见效快和实施易的有效措施。分层公交线网具有层次清晰、功能明确的特点,各层公交线网实行不同的运送标准,物尽其用、合理有序地组织运营,公交服务水平较传统单层线网有明显的提高。而蚁群算法是一种新型启发式智能算法,有较强的解决组合优化问题的性能,适合于求解公交线网优化这类典型的非线性组合优化问题。因此,本文提出一种基于蚁群算法的公交线网分层优化方法,主要研究工作如下：本文在分析总结国内外的公交线网优化方法和蚁群算法的工作原理与应用研究的基础上,提出了“分层分析,逐条布设,优化成网”的优化思路。首先,在借鉴前人提出的公交线网分层规划理念的基础上,分析了分层公交线网的内涵并按公交线路所承担的功能不同,将公交线网分为主干线层、次干线层和支线层三层次公交线网,并分析了公交线网分层优化的优势,研究了公交线网分层优化的思路和操作步骤。其次,按公交线网分层优化的思路将公交枢纽划分为综合公交枢纽、区域公交枢纽和地方公交枢纽分别与干线层、次干线层和支线层公交线网对应,并研究各层枢纽的选址方法；分析各层首末站的选址和配对方法；在分析公交线网优化目标、模型和约束条件的基础上,构建目标差异化的各层公交线网优化模型。再次,介绍蚁群算法的工作原理和计算步骤,研究了运用蚁群算法求解公交线网分层优化模型的操作方法和步骤。并采用了一个小型公交线网对算法的可行性和优越性进行了验证。最后,研究了初始公交线网的检验方法及调整方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 国外研究动态
• 1.2.2 国内研究动态
• 1.2.3 研究存在问题
• 1.3 本文研究的目的和内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 主要内容
• 1.3.3 研究思路
• 第二章 公交线网分层优化方法概述
• 2.1 分层公交线网
• 2.1.1 分层公交线网的内涵
• 2.1.2 公交线网的层次划分及功能分析
• 2.1.3 分层公交线网的优势分析
• 2.2 公交线网分层优化的目标和原则
• 2.2.1 公交线网分层优化的目标
• 2.2.2 公交线网分层优化的原则
• 2.3 公交线网分层优化的思路及操作步骤
• 2.3.1 公交线网分层优化的思路
• 2.3.2 公交线网分层优化的操作步骤
• 2.4 本章小结
• 第三章 目标差异化的公交线网分层优化模型研究
• 3.1 各层公交枢纽的确定
• 3.1.1 综合公交枢纽的选址
• 3.1.2 区域公交枢纽的选址
• 3.1.3 地方公交枢纽的选址
• 3.2 首末站的确定与配对
• 3.2.1 首末站的确定
• 3.2.2 首末站的配对
• 3.3 目标差异化的公交线网分层优化模型
• 3.3.1 公交线网优化目标和模型分析
• 3.3.2 公交线网优化的约束条件分析
• 3.3.3 各层公交线网优化模型的构建
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于蚁群算法的公交线网分层布设方法研究
• 4.1 算法选择分析
• 4.2 蚁群算法的工作原理及计算步骤
• 4.2.1 蚁群算法的工作原理
• 4.2.2 蚁群算法的步骤
• 4.2.3 蚁群算法的改进
• 4.3 基于蚁群算法的分层布设方法
• 4.3.1 公交主干线线网布设
• 4.3.2 公交次干线与支线的规划
• 4.4 算例及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 公交线网检验及调整
• 5.1 公交线网检验
• 5.1.1 线网密度
• 5.1.2 线网重复系数
• 5.1.3 流量均衡系数检验
• 5.2 公交线网调整
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢