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-博士论文

她京交 博士学位论文 赡 名 一 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 M e t h o d o l o g y o fB u sN e t w o r k O p t i m i z a t i o na n d A d j u s t m e n tu n d e rt h eO p e r a t i o no fU r b a nN e wR a i l ，一 - 一- l r a n s i tL i n e 作者：孙杨 导师：宋瑞 北京交通大学 2 0 1 2 年1 0 月 学位论文版权使用授权书J 2 _ 2 8 1 4 I I I I f l 2 l l l I l l l l I I I J 幽嬲姗删删删脚舢删删 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：勇胬易 导师签名： 密辑 签字日期： z 叫2 年p 月9 日 签字日期：2 0 2 年声月夕目 中图分类号：U 4 9 1 1 + 7 U D C ：6 2 9 学校代码：1 0 0 0 4 1 密级：公开 北京交通大学 博士学位论文 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 M e t h o d o l o g yo fB u s N e t w o r k O p t i m i z a t i o na n d A d j u s t m e n tu n d e rt h eO p e r a t i o no fU r b a nN e w R a i l T r a n s i t lr a n s i tL i n eL 作者姓名：孙杨 导师姓名：宋瑞 学位类别：工学 学号：0 7 1 1 4 2 0 0 职称：教授 学位级别：博士 学科专业：交通运输规划与管理研究方向：城市交通规划与管理 北京交通大学 2 0 1 2 年1 0 月 致谢 本论文是在导师宋瑞教授的严格要求与悉心指导下完成的，从论文选题、结 构设计、资料收集、论文写作、论文修改到最后定稿都倾注了导师的辛勤汗水。 在论文的撰写过程中遇到了许多困难与问题，在恩师的关怀与指导下，都逐一得 到了解决，使我能够顺利完成论文。回顾五年的博士学习生涯，宋老师不仅在科 研项目中给予了我大量的指导，更是在工作与生活中教予了我为人之道。在此， j 向尊敬的宋老师表示真挚的感谢，谢谢恩师的培养。 这里要特别感谢何世伟教授，在论文撰写的过程中，何老师曾提出了许多富 有建设性的宝贵建议，让我感动至永远。为此，向尊敬的何老师表示真挚的谢意， 谢谢何老师的指导。 在校学习期间，还得到了交通运输学院领导和各位老师的关心指导，特别是 邵春福教授、袁振洲教授对我的论文提出了许多宝贵的建议，在此向他们表示衷 心的谢意。在论文写作期间，还得到了实验室师兄弟姐妹们的大力支持与帮助， 特别是郑锂、刘星材、徐瑜婷、刘杰、申永生、黎浩东、何必胜等为论文的思路、 计算、修改等给予了很多帮助，所有这些都使我获益颇丰，促成了论文的顺利完 成。借此机会，谨向他们表示最真诚的感谢。 还要特别感谢中国城市规划研究院城市交通研究所高德辉工程师，交通运输 部科学研究院副总工程师孙小年教授级高工、室主任王海洋高工，北京市公共交 通研究所吴家庆工程师，为本论文提供了大量的基础数据和宝贵思路。同时还要 感谢他们在科研项目合作、专业实习过程中对我的关爱与黎助。 在此，还要衷心地感谢在百忙之中抽出宝贵时间对论文进行评审并提出宝贵 意见的专家和学者们，谨向论文中引用参考文献的作者们致以诚挚的谢意。 还要感恩我的父母，是他们给予我无私的关爱和无限的力量，使我克服困难， 顺利完成学业。 最后，再次向导师、家人以及所有给予我关心和帮助的老师、同学和朋友们 致以最诚挚的谢意! 中文摘要 中文摘要 为了解决大城市的交通拥堵问题，我国大城市纷纷建设或规划了轨道交通网 络。构建合理的轨道与常规公交一体化网络，是充分发挥公交运力资源配置、提 高公交服务水平的关键。由于轨道交通线路的建设具有时序性，在实际中通常配 合轨道交通新线，规划常规公交网络的优化调整方案。本文着重研究轨道交通新 线投入运营下常规公交线网的优化调整方法，所做的工作主要包含以下六个部分： ( 1 ) 研究了基于轨道交通新线的常规公交网络特性。在比较轨道交通与常规 公交特性的基础上，从与轨道交通线路的竞争与合作关系、空间拓扑结构关系、 一体化功能关系给出了常规公交线路的分类与特性，并分析了轨道与接运公交一 体化网络、轨道与常规公交一体化网络的特性。 ( 2 ) 研究了轨道交通新线投入运营下常规公交网络优化调整的特性。从城市 的发展、出行者的需求、公共交通系统的供给的角度分析了影响常规公交网络优 化调整的因素。给出了常规公交网络与线路优化调整的整体原则。分析了常规公 交线路与网络的优化调整策略。 ( 3 ) 研究了公交一体化下常规公交候选线路生成的启发式算法。在给定被接 运服务的轨道交通车站的条件下，提出了接运公交候选线路生成的启发式算法。 针对轨道与常规公交一体化网络，以与轨道交通新线的空间拓扑结构关系为基础， 给出了既有常规公交候选线路生成的启发式算法；以与轨道交通新线的一体化功 能关系为基础，给出了新建常规公交候选线路生成的启发式算法。 ( 4 ) 将为轨道交通车站集散客流服务的接运公交网络作为研究对象，以轨道 交通车站的集散量为输入条件，提出了接运公交网络的设计方法。考虑接运公交 网络服务的需求与接运公交供给密切相关、接运公交时刻表与轨道交通到站时间 的优化衔接，同时优化接运公交线路与时刻表，构建了接运公交网络设计的多目 标规划模型。设计了遗传变邻域搜索算法，利用产生式方法求解模型的P a r e t o 解 集。采用算例对提出的模型与算法进行了验证。 ( 5 ) 以轨道与常规公交一体化网络为研究对象，以一体化网络的性能优化为 研究目标，提出了基于轨道交通新线的常规公交网络的优化调整方法。以公交网 络有效服务的乘客量最大化、轨道交通客流量最大化、乘客平均公交成本最小化、 运营成本最小化、车辆使用规模最小化为目标，提出了常规公交网络的优化调整 模型。模型不仅优化调整常规公交线路的走向，而且优化调整线路的运营参数。 在给出公交一体化网络有效路径搜索与网络性能计算的基础上，设计了遗传变邻 域搜索算法求解模型的P a r e t o 解。采用算例对提出的模型与算法进行了验证。 ( 6 ) 选用郑州轨道交通1 号线为背景进行了实例验证，说明了研究的实用价 北京交通大学博士学位论文 值与意义。 关键词：城市轨道交通新线；常规公交；接运公交；公交一体化网络；候选线路； 网络优化调整；多目标规划 分类号：U 4 9 1 1 + 7 A B S T R A C T I no r d e rt os o l v et h et r a f f i cc o n g e s t i o np r o b l e m ，r a i lt r a n s i tn e t w o r k sh a v eb e e n p l a n n e da n dc o n s t r u c t e di nm a n yb i gc i t i e si nC h i n a T oc o n s t r u c tar e a s o n a b l e i n t e g r a t e dn e t w o r ko fr a i lt r a n s i ta n db u si st h ek e y t og i v ef u l lp l a yo ft r a n s i tr e s o u r c e a l l o c a t i o n ，a n dt oi m p r o v et r a n s i ts e r v i c eq u a l i t y D u et ot h es e q u e n t i a lc h a r a c t e ro fr a i l t r a n s i tl i n e sc o n s t r u c t i o n ，i np r a c t i c e ，t h ep r o g r a m m eo f b u sn e t w o r ko p t i m i z a t i o na n d a d j u s t m e n t i su s u a l l yp l a n n e di nc o o r d i n a t i o nw i t ht h en e wr a i lt r a n s i tl i n e T h e m e t h o d o l o g yo fb u sn e t w o r ko p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n tw i t hn e wr a i lt r a n s i tl i n ei n o p e r a t i o ni sw o r k e do n 。T h ef o l l o w i n gs i xp a r t sa r em a i n l yc o n t a i n e d ： ( 1 ) T h ec h a r a c t e r i s t i c so f b u sn e t w o r ka r ed i s c u s s e db a s e do nn e wr a i lt r a n s i tl i n e O nt h eb a s i so fc o m p a r i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fr a i lt r a n s i ta n db u s ，c l a s s i f i c a t i o na n d c h a r a c t e r i s t i c so fb u sl i n e sa r ca n a l y z e dc o n s i d e r i n gt h ec o m p e t i t i o na n dc o o p e r a t i o n r e l a t i o n ，t o p o l o g i c a ls t r u c t u r er e l a t i o na n df u n c t i o ni n t e g r a t i o nr e l a t i o nw i t hr a i lt r a n s i t l i n er e s p e c t i v e l y I na d d i t i o n ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ei n t e g r a t e dn e t w o r ko fr a i lt r a n s i t a n df e e d e rb u s ，o ft h er a i lt r a n s i ta n d b u sa r ep r o p o s e dr e s p e c t i v e l y ( 2 ) T h ec h a r a c t e r i s t i c so fb u sn e t w o r ko p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n tw i t hn e wr a i l t r a n s i tl i n eu n d e ro p e r a t i o na r ei n v e s t i g a t e d F r o mt h ep e r s p e c t i v eo f u r b a n d e v e l o p m e n t ， t r a v e l e r s d e m a n d s ，a n dt h es u p p l yo ft h et r a n s i ts y s t e m ，f a c t o r si n f l u e n c i n gb u sn e t w o r k o p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n ta r ea n a l y z e d T h eo v e r a l lp r i n c i p l e sa sw e l la st h eo p t i m a l s t r a t e g i e so f b u sn e t w o r ka n dl i n eo p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n ta r ep r o p o s e d ( 3 ) A h e u r i s t i ca l g o r i t h mf o rg e n e r a t i n gb u sc a n d i d a t el i n e si si n v e s t i g a t e d W h e na r a i ls t a t i o nt h a tr e q u i r e sf e e d e rs e r v i c ei s g i v e n ，ah e u r i s t i ca l g o r i t h mf o rg e n e r a t i n g f e e d e rb u sc a n d i d a t el i n e so ft h er a i ls t a t i o ni sp r o p o s e d F o rt h ei n t e g r a t e dn e t w o r ko f r a i lt r a n s i ta n db u s ，ah e u r i s t i ca l g o r i t h mf o rc a n d i d a t el i n e sg e n e r a t i o no fe x i s t i n gb u s l i n e si sp r e s e n t e db a s e do nt o p o l o g i c a lr e l a t i o n s h i pw i t ht h en e wr a i lt r a n s i tl i n e ，a n da h e u r i s t i ca l g o r i t h mf o rc a n d i d a t el i n e sg e n e r a t i o no fn e wb u sl i n e si sa l s op r o p o s e d b a s e do ni n t e g r a t e df u n c t i o nr e l a t i o n s h i pw i t ht h en e wr a i lt r a n s i tl i n e ( 4 ) W i t ht h ef e e d e rb u sn e t w o r kw h i c ho f f e r sp a s s e n g e rf e e d e rs e r v i c ef o rr a i l t r a n s i ts t a t i o na st h eo b j e c to fs t u d ya n dt h ef e e d e rd e m a n da si n p u tp a r a m e t e r , a m e t h o d o l o g yo ff e e d e rb u sn e t w o r kd e s i g ni sp r o p o s e d T h ec l o s er e l a t i o n s h i pb e t w e e n f e e d e rb u ss u p p l ya n dt h ed e m a n df o rf e e d e rb u sn e t w o r ks e r v i c e ，t h es c h e d u l e c o o r d i n a t i o nb e t w e e nf e e d e rb u st i m e t a b l ea n da r r i v a lt i m eo fr a i lt r a n s i ts t a t i o na r eb o t h V l l 北京交通大学博士学位论文 t a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o n Am u l t i - o b j e c t i v ep r o g r a m m i n gm o d e lf o rf e e d e rb u sn e t w o r k d e s i g ni sp r o p o s e dt os i m u l t a n e o u so p t i m i z e sf e e d e rb u sr o u t ea l i g n m e n ta n dt i m e t a b l e B a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h ma n dv a r i a b l en e i g h b o r h o o ds e a r c h ，ag e n e t i c - v a r i a b l e n e i g h b o r h o o ds e a r c ha l g o r i t h mi sd e v e l o p e dt og e tP a r e t os o l u t i o ns e to ft h em o d e l A n u m e r i c a le x a m p l ei su s e dt ov e r i f yt h ep r o p o s e dm a t h e m a t i c a lm o d e la n dt h es o l u t i o n a l g o r i t h m ( 5 ) W i t ht h ei n t e g r a t e dn e t w o r ko fr a i l t r a n s i ta n db u sn e t w o r ka st h eo b j e c to f s t u d ya n do p t i m i z i n gp e r f o r m a n c eo ft h ei n t e g r a t e dn e t w o r ka st h eg o a lo fs t u d y , a m e t h o d o l o g yi sp r o p o s e df o rb u sn e t w o r ko p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n tb a s e do nn e w r a i lt r a n s i tl i n e W i t ht h eo b j e c t i v e so fm a x i m i z i n gs a t i s f i e dt r a n s i td e m a n d ，m a x i m i z i n g r a i lt r a n s i td e m a n d ，m i n i m i z i n gt h ea v e r a g et r a n s i tu s e rc o s t ，m i n i m i z i n go p e r a t i o nc o s t a n d m i n i m i z i n gu s e df l e e ts i z e ，am u l t i o b j e c t i v ep r o g r a m m i n gm o d e li sf o r m u l a t e df o r b u sn e t w o r ko p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n t T h ea l i g n m e n ta n do p e r a t i o n a lp a r a m e t e r so f b u sl i n e sa r eb o t ho p t i m i z e db yt h ep r o p o s e dm o d e l B a s e do nt h ea l g o r i t h mf o rt r a n s i t e f f i c i e n tp a t hs e a r c ha n dc o m p u t a t i o n a lp r o c e d u r ef o ri n t e g r a t e dn e t w o r ks y s t e m p e r f o r m a n c e ，ag e n e t i c - v a r i a b l en e i g h b o r h o o ds e a r c ha l g o r i t h mi sd e v e l o p e dt og e t P a r e t os o l u t i o ns e to ft h ep r o p o s e dm o d e l An u m e r i c a le x a m p l ei su s e dt ov e r i f yt h e p r o p o s e dm a t h e m a t i c a lm o d e la n dt h es o l u t i o na l g o r i t h m ( 6 ) R a i ll x a n s i tl i n eN o 1i nZ h e n g z h o ut a k e na st h eb a c k g r o u n d ，ar e a le x a m p l ei s u s e dt ov e r i f yt h ep r a c t i c a lv a l u ea n ds i g n i f i c a n c eo ft h es t u d y K E Y W O R D S ：u r b a nn e wr a i lt r a n s i tl i n e ；b u s ；f e e d e rb u s ；i n t e g r a t e dt r a n s i tn e t w o r k ； c a n d i d a t el i n e ；n e t w o r ko p t i m i z a t i o na n da d j u s t m e n t ；m u l t i - o b j e c t i v ep r o g r a m m i n g C L A S S N O ：U 4 9 1 1 + 7 目录 2 3 目录 绪论1 1 1研究背景1 1 2相关概念一2 1 2 1 城市轨道交通2 1 2 2 常规公共交通3 1 2 3 接运公共交通4 1 2 4 轨道与常规公交一体化网络4 1 3研究目标与意义5 1 3 1 研究目标5 1 3 2 研究意义。h 5 1 4国内外研究现状综述一6 1 4 1 常规公交网络优化研究综述6 1 4 2 与轨道交通衔接的接运公交网络优化研究综述8 1 4 3 基于轨道交通线路的常规公交网络优化调整研究综述1 1 1 5研究内容与技术路线1 4 1 5 1 研究内容：_ 1 4 1 5 2 研究的技术路线15 基于轨道交通线路的常规公交特性研究1 7 2 1轨道交通与常规公交的特性比较分析1 7 2 2基于轨道交通线路的常规公交线路特性分析19 2 2 1 轨道交通线路与常规公交线路的合作与竞争关系分析1 9 2 2 2 轨道交通线路与常规公交线路的空间拓扑关系分析2 2 2 2 3 轨道交通线路与常规公交线路的一体化功能关系分析2 4 2 3轨道交通与常规公交一体化网络特性分析2 6 2 3 1 基于轨道交通网络的常规公交网络分类2 6 2 3 2 轨道与接运公交一体化网络的布局模式2 7 2 3 3 轨道与常规公交一体化网络的布局模式2 9 2 4本章小结3 0 轨道交通新线投入运营下常规公交网络优化调整特性研究3 1 3 1常规公交网络优化调整的影响因素3 1 北京交通大学博士学位论文 4 5 3 1 1 城市的发展分析3 2 3 1 2 出行者的需求分析3 3 3 1 3 公共交通系统的供给分析3 5 3 2常规公交的优化调整原则3 7 3 2 1 常规公交网络的优化调整原则3 8 3 2 2 常规公交线路的优化调整原则3 8 3 3常规公交的优化调整策略4 0 3 3 1 常规公交网络的优化调整策略4 0 3 3 2 常规公交线路的优化调整策略4 2 3 4本章小结4 4 公交一体化下常规公交候选线路集合生成研究4 5 4 1常规公交候选线路集合生成分析4 5 4 1 1 常规公交候选线路运营依附的道路网络生成4 5 4 1 2 常规公交候选车站集合生成4 6 4 1 3 候选线路的空间走向生成4 8 4 2接运公交候选线路集合的生成算法4 9 4 3基于轨道交通新线的常规公交候选线路集合的生成算法5 1 4 3 1 既有常规公交候选线路的生成算法5 1 4 3 2 新建常规公交候选线路的生成算法5 7 4 4本章小结5 9 与轨道交通衔接的接运公交网络设计方法研究6 1 5 1接运公交网络优化问题分析6 1 5 1 1 接运公交网络优化问题描述6 1 5 1 2 接运公交网络规划流程与分析6 3 5 2 接运公交网络的优化模型6 5 5 2 1 模型假设6 5 5 2 2 符号定义6 5 5 2 3 模型构建6 6 5 3 接运公交网络优化的求解算法6 8 5 3 1 求解方法选择6 8 5 3 2 求解算法的关键技术设计7 0 5 3 3 求解P a r e t o 解集的具体步骤7 3 5 4算例分析7 4 5 4 1 算例数据7 4 目录 5 4 2 优化结果与分析7 7 5 5本章小结8 0 6基于轨道交通新线的常规公交线网优化调整方法研究8 1 6 1问题描述与分析8 1 6 2常规公交网络优化调整的模型构建8 3 6 2 1 构建模型分析8 3 6 2 2 模型假设。8 4 6 2 3 符号定义8 5 6 2 4 模型构建8 7 6 3常规公交网络优化调整的求解算法9 1 6 3 1 一体化网络中有效路径的搜索算法9 1 6 3 2 一体化网络的性能计算9 6 6 3 3 求解算法的关键技术设计9 9 6 3 4 求解P a r e t o 解集的具体步骤1 0 3 6 4算例分析1 0 3 6 4 1 算例数据1 0 4 6 4 2 优化结果与分析1 0 5 6 5本章小结1 0 7 7实证研究10 9 7 1实例背景1 0 9 7 2与轨道交通衔接的接运公交网络设计1 1 1 7 3基于轨道交通新线的常规公交网络优化调整113 7 3 1 实例研究对象1 1 3 7 3 2 计算参数设定1 1 8 7 3 3 优化结果与分析1 1 9 7 4本章小结1 2 4 8结论与展望1 2 5 8 1主要研究成果1 2 5 8 2 论文的主要创新点1 2 6 8 3研究展望1 2 7 参考文献1 2 9 作者简历_ 13 9 独创性声明1 4 1 学位论文数据集1 4 3 北京交通大学博士学位论文 图1 1 图2 1 图2 2 图2 3 图2 4 图2 5 图2 6 图2 7 图2 8 图2 9 图3 1 图3 - 2 图3 3 图3 4 图3 5 图3 - 6 图3 7 图3 8 图3 - 9 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图4 5 图4 6 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 0 图4 1 1 图目录 论文的技术路线图一1 6 不同路权下常规公交与轨道交通的系统性能一1 7 轨道交通线路与常规公交线路合作与竞争实例一2 0 常规公交线路与轨道交通线路客流分担率曲线一2 2 轨道交通线路的结构2 2 轨道交通线路、常规公交快线、常规公交普线、常规公交支线一2 5 轨道交通与常规公交网络的一体化关系一2 6 轨道与接运公交一体化网络2 8 哥本哈根的城市形态与轨道交通网络一2 9 轨道与常规公交一体化网络一3 0 轨道与常规公交一体化网络发展的动力因素一3 1 1 9 9 9 2 0 0 9 年不同城市的建成区面积统计3 2 1 9 9 9 2 0 0 9 年不同城市市辖区职工平均工资统计3 3 1 次换乘公交路径的出行时间解析3 5 轨道交通与常规公交一体化网络的运输能力分类。3 6 萨克拉门托的公交网络的演变3 7 网络优化调整策略I 4 0 网络优化调整策略I I 4 1 既有常规公交候选线路集合的规划流程一4 4 作为常规公交候选线路运营基础的道路网络生成一4 6 常规公交车站在道路路段上的位置示意一4 7 基于最短路与K 短路的常规公交候选线路生成示意4 9 接运公交候选线路生成示意5 1 调整线路策略下共线线路的候选线路生成5 2 缩短线路策略下共线线路的候选线路生成5 4 调整线路策略下相交线路的候选线路生成5 4 调整线路策略下无关系线路的调整实例。5 6 调整线路策略下无关系的候选线路生成5 6 常规公交快线与普线5 8 支线候选线路生成5 9 图目录 图5 - 1 图 图 图 图 2 - 3 4 5 图5 6 图5 7 图5 8 图5 - 9 图5 1 0 图5 1 1 图5 1 2 图6 1 图6 2 图6 3 图6 - 4 图6 5 图6 - 6 图6 7 图6 8 图6 9 图6 1 0 图6 1 l 图6 1 2 图7 1 图7 2 图7 3 图7 4 图7 5 图7 - 6 图7 7 图7 8 图7 - 9 图7 1 0 接运公交网络示意6 2 接运公交“潮汐虬l 生客流示意6 3 接运公交网络规划框架6 4 V N S 算法流程结构7 0 编码设计示意7 1 随机权重搜索与固定权重搜索。7 1 变异算子7 2 轨道交通车站的接运服务区域7 4 接运区域内既有常规公交线路与车站7 5 接运服务区域内的需求点7 5 A 为1 条、m 馘为4 辆时，保存P a r e t o 解集合的规模变化曲线7 9 A 为2 条、m 缸为8 辆时，保存P a r e t o 解集合的规模变化曲线7 9 基于轨道交通新线的常规公交网络优化调整流程8 2 求解整体流程描述9 1 公交路径分析9 2 1 次换乘路径搜索说明9 4 2 次换乘路径搜索示例9 5 公交非有效路径示例9 5 公交候选网络性能的计算流程9 9 解编码示意图1 0 1 插入邻域算子1 0 2 交换邻域算子操作示例1 0 3 包含轨道交通新线的算例网络1 0 4 常规公交网络优化调整方案中5 个目标的增长比1 0 7 郑州轨道交通网络1 1 0 秦岭路站的接运服务范围与潜在的接运公交车站1 1 1 研究区域与轨道线路11 4 研究区域内常规公交车站11 4 研究区域内常规公交线路115 公交网络的拓扑结构1 1 5 P a r e t o 解各类公交服务量相对既有网络的增长比1 2 1 P a r e t o 解相对既有网络各类轨道乘客量的增长比1 2 2 P a r e t o 解相对既有网络乘客平均公交成本的增长比1 2 3 P a r e t o 解各类公交车辆总数相对既有网络的增长比1 2 4 北京交通大学博士学位论文 表1 1 表1 2 表2 1 表2 2 表3 1 表4 1 表5 1 表5 2 表5 3 表6 1 表6 2 表6 。3 表7 1 表7 - 2 表7 3 表7 4 表7 5 表7 - 6 表7 7 表7 8 表7 - 9 表7 1 0 表7 1 1 表目录 轨道交通特性3 常规公交特性一4 日本大城市圈中不同交通方式的能耗与污染物排放量1 9 常规公交线路与轨道交通线路空间拓扑关系2 3 常规公交线路的优化调整策略4 3 城市主干道可设置公交专用车道的条件4 6 轨道车站与接运公交车站的距离矩阵k m 7 6 接运公交需求人7 7 旯为1 时P a r e t o 解集的目标值和使用的车队规模7 8 公交线路的走向与特征1 0 4 公交需求矩阵1 0 5 P a r e t o 解的各个目标值1 0 6 2 0 0 0 年与2 0 0 7 年郑州不同方式的出行比例1 0 9 2 0 0 0 年与2 0 0 7 年郑卅I 不同目的出行平均时耗1 1 0 郑州轨道交通线路发展目标1 11 秦岭路站与接运公交车站的距离矩阵k m 1 1 2 秦岭路站到接运公交车站的接运公交需求人1 1 2 秦岭路站的接运公交网络规划方案的目标值1 1 3 研究区域内公交线路名称与走向1 1 6 新增常规公交线路1 18 P a r e t o 解的各个目标值1 1 9 既有网络的各个目标值一1 2 0 P a r e t o 解相对既有网络的目标增长比一1 2 0 1 绪论 l 绪论 1 1 研究背景 随着我国经济的快速发展与私人小汽车保有量的不断增加，交通拥堵、机动 车的空气污染等城市交通问题随之而来。尽管我国大城市采取了缓解交通拥堵的 各种方法，但是目前交通拥堵的情况仍然不容乐观。例如，北京2 0 11 年上半年工 作日早高峰常发拥堵路段为9 8 k m ，较2 0 1 0 年同期的1 4 1 k m 降低了3 0 5 1 北京 2 0 1 1 年上半年三环内工作日高峰小时平均交通指数为6 4 ，尽管较2 0 1 0 年同期的 6 9 下降了7 2 ，但是仍然处于“中度拥堵”的等船 1 1 。 在城市中道路建设的增长水平滞后于城市交通量的增长速度，大力发展公共 交通才是解决城市交通问题的可持续发展道路。公共交通优先发展政策在2 0 世纪 6 0 年代初由法国巴黎首先提出，此观点已经在世界各国中达成了共识。与国外发 达国家比较，我国的公共交通分担率还相对较低。如何提高公共交通的分担率， 成为了城市发展急需解决的问题。 随着我国经济的飞速发展，我国大城市的发展模式由单中心模式转变为多中 心组团模式。由于城市规模不断扩大、城市内部( 特别是城市中心城区) 道路资 源紧缺、居民出行距离变长等原因，在我国大城市中常规公交已经不能满足居民 出行的需求。国外经验表明，解决大城市交通问题的根本出路是发展大容量的轨 道交通系鲥引。 蝴 近几年来，随着我国公交优先发展战略的实施，我国常规公交与轨道交通均 得到了快速发展，从而使得公共交通分担率得到显著提高，例如，北京公交承担 比例由“十五”末的2 8 1 提高到2 0 0 9 年的3 8 9 。2 0 1 1 年1 1 月1 6 日，交通运 输部下发了交运发 2 0 1 1 1 6 3 5 号文件，提出在我国“十二五”期间启动3 0 个城市进 行国家“公交都市”建设示范工程，其中在考核目标中提出了“基本形成城市轨 道交通或快速公共交通网络及公共汽电车专用道网络”、“初步形成公交快线、干 线、支线分工明确衔接顺畅、运营高效的公交运营网络”。无论从现状的公交发展 分析，还是从我国的政策导向出发，我国大城市发展轨道与常规公交的一体化网 络成为了必然趋势。 当轨道交通网络建设完毕后，由于轨道交通设施的物理特性，很难对轨道交 通网络再进行调整。在实际规划与管理的过程中，通常以轨道交