（交通运输规划与管理专业论文）基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法.pdf

。j i u liilu liii ii i1 1 1 1 l 17 5 3 811 r e g i o n a lt r a n si td is r 气t c ha n d p as se n g e rt r a v e rr o u t e o p t i 阶l t i o nb a s e do nt r a n s f e r at h e s i ss u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu n i v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n g b y y a nj i a n x i n s u p e r v i s e db y p r o f l iw e n q u a n s c h o o lo f t r a n s p o r t a t i o n s o u t h e a s tu n i v e r s i t y n a n j i n g j a n 2 0 10 r 性声明 行的研究工作及取得的研究 论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名：程缚 日期：丝出 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生 院办理。 研究生签名：在扯导师签名： 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法摘要 摘要 公交智能化调度依靠新技术( 通讯、导航) 可以提高公交车辆的信息服务水平及准时性，进而提高 公交出行的吸引力。公交乘客出行路径选择与公交区域调度是公交智能化调度研究的重要内容，两 者相辅相成、协调一致。前者帮助公交乘客快速选择出行路径、换乘线路，提升乘客的出行效率； 后者帮助公交企业在发车数一定的条件下，通过调整运营周期各线路的发车时刻，减少公交区域乘 客的换乘等待时间。因此，研究基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法具有重要的意义。 本文的研究内容主要分为三部分：基于换乘的公交乘客出行路径优化方法、基于换乘优化公交区域 调度、公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术。 对于基于换乘的公交乘客出行路径优化方法，本文首先分析公交网络及其表示方法，为基于换 乘的公交乘客出行路径优化算法研究提供路网基础；然后分析乘客出行路径的特征，包括乘客的出 行路径选择行为、公交出行完整路径、出行时耗、站点平均等车时间及线路选择概率等方面内容， 为公交乘客出行路径优化算法研究提供理论依据与技术支持；最后提出了以换乘次数最少为第一目 标，以出行时耗最少为第二目标，同时考虑步行换乘与等车时间对乘客出行路径选择的影响，建立 合理的公交乘客出行路径优化算法，并进行算例分析。 对于基于换乘优化的公交区域调度，本文首先分析公交换乘的类型与特点，从同步换乘与步行 换乘两个角度出发，建立两条公交线路间基于换乘等待时间最短的公交调度模型：然后以两条线路 之间的调度方法为基础，结合公交区域站点换乘权重与线路换乘吸引度，设计相应的算法对公交区 域各线路发车时刻进行逐条优化，达到减少公交区域总换乘等待时间的目的，并进行算例分析。 对于公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术，本文首先分析了两者之间的关系，为 反馈与调整的算法提供理论指导；然后探讨了基于静态交通参数( 假设公交行驶速度与站点间的行驶 时间不变) 的反馈与调整算法，并结合公交车载设备采集的实时公交运营信息，分析基于公交实时信 息的反馈与调整算法；最后分析了车辆自动定位技术及实时信息反馈技术，为实现公交乘客路径选 择与公交区域调度参数的反馈与调整提供技术支持。 研究结果证明：通过充分考虑乘客步行换乘和站点等车时间对出行路径选择的影响，使得改进 后的公交乘客出行路径算法更符合乘客的出行特征，提高乘客的出行效率；通过优化各线路的发车 时刻，可以大大缩短公交区域乘客的换乘等待时间，提高公交资源的利用率：通过对公交乘客路径 与公交区域调度参数进行反馈与调整，能够实现公交区域调度方案的实时更新。 关键字：公共交通；公交换乘：公交区域调度；出行最优路径；换乘等待时间。 ， 、 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法 a b s t r a c t b u si n t e l l i g e n ts c h e d u l i n gc a l li m p r o v et h ei n f o r m a t i o ns e r v i c el e v e l sa n dp u n c t u a l i t yo fp u b l i c t r a n s p o r t a t i o n v e h i c l e sb a s e do nn e wt e c h n o l o g i e s ( c o m m u n i c a t i o n , n a v i g a t i o n ) ，a n dt h e ne n h a n c et h e a t t r a c t i v e n e s so fb u st r a v e l p a s s e n g e rt r a v e lr o u t ec h o i c ea n dr e g i o n a lt r a n s i td i s p a t c ha r et h em a j o r r e s e a r c hc o n t e n to fb u si n t e l l i g e n ts c h e d u l i n g , t h e ya r ec o o r d i n a t e de a c ho t h e r t h ef o r m e rh e l pp a s s e n g e r s q u i c k l yc h o o s et h et r a v e lr o u t ea n dt r a n s f e rl i n e ，s oa st oe n h a n c et h et r a v ee f f f i c i e n c y , t h el a t t e rh e l pb u s c o m p a n y r e d u c et h et r a n s f e rw a i t i n gt i m ea n dt r a v e lt i m eu n d e rc e r t a i ni n t e r v a l sb ya d j u s t i n gt h es t a r tt i m e o fe a c ho p e r a t i n gc y c l e t h e r e f o r e ，r e s e a r c ho nr e g i o n a lt r a n s i t d i s p a t c ha n dp a s s e n g e rt r a v e l r o u t e o p t i m i z a t i o nb a s e do nt r a n s f e ri so fg r e a ts i g n i f i c a n c e t h i sp a p e ri sm a i n l yd i v i d e di n t o t h r e e p a r t s ：p a s s e n g e r t r a v e lr o u t eo p t i m i z a t i o nb a s e do nt r a n s f e r ；r e g i o n a lt r a n s i td i s p a t c h , f e e d b a c ko n p a r a m e t e r sb e t w e e np a s s e n g e rt r a v e lr o u t ec h i o c ea n dr e g i o n a lt r a n s i td i s p a t c h f o rt h ep a s s e n g e rw a v e lr o u t eo p t i m i z a t i o nb a s e do ni r a n s f e r , t h i sp a p e rf i r s ta n a l y z e st h ep u b l i c t r a n s p o r tn e t w o r ka n di t sr e p r e s e n t a t i o n , s oa st op r o v i d et h eb a s i so fr o a dn e t w o r kf o rt h es t u d yo fb u s p a s s e n g e r t r a v e lp a t ha l g o r i t h mb a s e do nt r a n s f e r t h e na n a l y z e st h ec h a r a c t e r i s t i c so ft r a v e lr o u t e ，i n c l u d i n g t h et h ec o n t e n to fp a s s e n g e rr o u t ec h o i c eb e h a v i o r , c o m p l e t et r a v e lp a t h , t r a v e lt i m e - c o n s u m i n g , a v e r a g e w a i t i n gt i m ea n dr o u t es e l e c t i o np r o b a b i l i t yo np l a t f o r m , s oa st op r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sa n dt e c h n i c a l s u p p o r tf o rt h ea l g o r i t h m f i n a l l y , i no r d e rt or e d u c et h et r a n s f e rt i m e sf o rt h ef i r s tg o a la n dt i m e - c o u s u m i n g f o rt h es e c o n dg o a l ，w ee s t a b l i s ht h er e a s o n a b l ep a s s e n g e rt r a v e lr o u t ea l g o r i t h mc o n s i d e r i n gt h ei m p a c to f w a l k i n gt r a n s f e ra n dt r a n s f e rw a i tt i m e ，a n dt h e nm a k e a l le x a m p l e a n a l y s i s f o rt h er e g i o n a lt r a n s i td i s p a t c hb a s e d0 1 1t r a n s f e ro p t i m i z a t i o n , t h i sp a p e rf i r s ta n a l y z e st h et y p ea n d c h a r a c t e r i s t i c so fb u st r a n s f e r , e s t a b l i s ht h eo p t i m a lm o d e lo fd e p a r t u r et i m eb e t w e e nt w ob u sf r o mt h e p e r s p e c t i v eo fs y n c h r o n o u st r a n s f e ra n dw a l k i n gt r a n s f e r t h e nd e s i g nt h ec o r r e s p o n d i n ga l g o r i t h mt o o p t i m i z ee a c hl i n eo n eb yo n eb a s e do nt h ef o r m e rm o d e l ( t w ol i n e s ) c o m b i n i n gt h es i t et r a n s f e rw e i g h ta n d d e g r e eo fa t t r a c to fl i n e ，s oa st or e d u c et h et o t a lt r a n s f e rw a i t h a gt i m ei nt r a n s i tr e g i o n , a n dt h e nm a k ea n e x a m p l ea n a l y s i s f o rt h ef e e d b a c ko np a r a m e t e r sb e t w e e np a s s e n g e rt r a v e lr o u t ec h i o e ea n dr e g i o n a lt r a n s i t d i s p a t c h , t h i sp a p e r f i r s t a n a l y z e s t h e f tr e l a t i o n s h i p s oa s 幻p r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o r t h e a l g o r i t h m t h e ns t u d yt h ef e e d b a c ka n da d j u s t m e n tb a s e do ns t a t i ct r a 伍cp a r a m e t e r s ( s u p p o s et h eb u ss p e e d a n dt h ed r i v i n gt i m eb e t w e e nt w ob u ss t o p , v i i lr e m a i nu n c h a n g e d ) a n dr e a l - t i m ei n f o r m a t i o ng a t h e r e db y b u se q u i p m e n t f i n a l l y , a n a l y z e st h ea u t o m a t i cv e h i c l el o c a 五o nt e c h n o l o g ya n dr e a l - t i m ei n f o r m a t i o n f e e d b a c kt e c h n o l o g y , s oa st op r o v i d et h et e c h n i c a ls u p p o r tf o r t h ea b o v e m e n t i o n e da l g o r i t h m t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e ：b yc o n s i d e r i n gt h ei m p a c to fw a l k i n gt r a n s f e ra n dw a i t i n gt i m e , t h ei m p r o v e d p a s s e n g e rt r a v e lr o u t ea l g o r i t h mi sm o r es u i t a b l et op a s s e n g e rt r a v e lc h a r a c t e r i s t i c s b yo p t i m i z i n ge a c h l i n e ss t a r tt i m e ，w ec a ng r e a t l ys h o r t e nt h et o t a lt r a n s f e rw a i t i n gt i m eo fp a s s e n g e r si nt r a n s i tr e g i o na n d i m p r o v eb u s r e s o u r c eu t i l i z a t i o n b ys t u d y i n gt h ef e e d b a c kt e c h n o l o g yo n p a r a m e t e r sb e t w e e n a b o v e - m e n t i o n e da s p e c t s ，w ec a na c h i e v er e a l - t i m eu p d a t e sf o rt r a n s i tr e g i o n a ls c h e d u l i n g k e y w o r d s ：p u b l i ct r a f f i c ；b u st r a n s f e r ；r e g i o n a lt r a n s i td i s p a t c h ；t r i po p t i m a lp a t h ；t r a n s f e rw a i tt i m e 与乘客出行路径优化方法目录 目录 摘要i a b s t r a c t 】：】 目录i 第一章绪论1 1 1 论文研究的背景及意义l 1 2 国内外研究概况2 1 2 1 国外研究概况2 1 2 2 国内研究概况2 1 2 3 现有研究工作总结3 1 3 拟研究的内容及重点与难点分析4 1 3 1 拟研究的内容：4 1 3 2 研究的重点与难点5 1 4 方法与技术路线6 1 5 论文组织结构与主要研究结论6 1 5 1 论文组织结构6 1 5 2 主要研究结论7 1 6 本章小结8 第二章公交乘客换乘分析9 2 1 公交换乘概述9 2 2 公交换乘的类型9 2 3 公交换乘衔接的基本原则1 0 2 4 换乘系统在整个公共交通中的作用1 0 2 5 公交换乘影响因素分析1 1 2 5 1 换乘次数1 1 2 5 2 出行距离1 1 2 5 3 出行时耗。1l 2 5 4 准时性1 2 2 5 5 舒适性。1 2 2 5 6 安全性。1 2 2 5 7 经济性1 2 2 5 8 高效性。1 2 2 6 公交乘客出行行为分析1 2 2 6 1 公交乘客换乘行为分析1 3 2 6 2 公交乘客路径选择考虑因素1 3 2 7 本章小结1 4 第三章基于换乘的公交乘客出行路径优化方法1 5 3 1 公交网络分析及表示方法1 5 3 1 1 公交网络构成要素1 5 3 1 2 公交网络的表示1 5 3 1 2 1 公交网络图表示1 5 ， 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法 目录 3 1 2 2 公交网络表表示1 7 3 1 3 公交站点与线路抽象方法1 8 3 1 3 1 公交站点的抽象表示1 8 3 1 3 2 公交线路的抽象表示1 9 3 2 公交乘客出行路径特征分析1 9 3 2 1 公交乘客出行路径选择行为分析2 0 3 2 2 公交乘客出行的完整路径2 l 3 2 3 出行时耗的计算方法2 l 3 2 4 多线路选择条件下乘客的平均等车时间与线路选择概率分析2 2 3 2 4 1 模型研究2 2 3 2 4 2 模型求解2 3 3 2 4 3 算例分析2 4 3 3 公交乘客出行最优路径算法2 4 3 3 1 基于换乘次数最少的最优路径算法2 4 3 3 1 1 算法的基本理论2 4 3 3 1 2 算法的不足2 5 3 3 2 乘客选择最优公交出行路径模型及算法2 5 3 3 2 1 算法的基本理论与假设2 5 3 3 2 2 算法描述2 5 3 3 2 3 考虑步行换乘的公交网络描述2 6 3 3 2 4 算法的具体步骤2 6 3 3 2 5 算法示例2 8 3 4 本章小结3 4 第四章基于换乘优化的公交区域调度3 5 4 1 公交区域调度3 5 4 2 已有的公交区域调度研究成果3 6 4 2 1 基于同步换乘次数最多的公交区域调度3 6 4 2 1 1 基于同步换乘次数最多的公交区域调度的基础理论3 6 4 2 1 2 基于同步换乘次数最多的公交区域调度的不足3 6 4 2 2 基于总换乘等待时间最短的公交区域调度。3 6 4 2 2 1 基于总换乘等待时间最短的公交区域调度的基础理论3 6 4 2 2 2 基于总换乘等待时间最短的公交区域调度的不足3 7 4 2 3 基于总等车时间最短的公交区域调度3 7 4 2 3 1 基于总等车时间最短的公交区域调度的基础理论3 7 4 2 3 2 基于总等车时间最短的公交区域调度的不足3 7 4 3 基于换乘优化的两条公交线路之间的公交调度3 7 4 3 1 公交换乘客流量的调查方法。3 7 4 3 2 基于换乘优化的两条线路间的调度优化模型3 8 4 3 2 1 模型假设与模型参数3 8 4 3 2 2 两条线路间同步换乘的调度优化模型4 0 4 3 2 3 两条线路间步行换乘的调度优化模型4 1 4 3 3 两条线路间乘客换乘等待时间的特征分析4 1 4 3 3 1 两条线路间乘客同站换乘等待时间特征分析4 1 4 3 3 2 两条线路间乘客步行换乘等待时间特征分析4 3 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法目录 4 3 4 基于换乘优化的两条公交线路间的调度优化模型求解方法4 3 4 4 基于换乘优化的公交区域调度“ 4 4 1 算法设计4 4 4 4 2 算法求解4 5 4 4 3 算例分析4 5 4 5 本章小结。51 第五章公交乘客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术5 2 5 1 公交乘客路径选择与公交区域调度间的关系5 2 5 2 公交乘客路径选择与区域调度参数的反馈技术5 3 5 2 1 基于静态交通参数的反馈与调整技术5 3 5 2 2 基于公交实时信息的反馈与调整技术5 3 5 2 2 1 理论依据5 3 5 2 2 2 车载设备与实时信息采集5 4 5 2 2 3 基于公交实时信息的反馈与调整技术5 4 5 3 车辆自动定位技术及实时信息反馈技术5 5 5 3 1 车辆自动定位的主要技术5 5 5 3 1 1 g p s 技术5 5 5 3 1 2d r 技术5 5 5 3 1 3 基于移动通信网络的无线电定位技术5 6 5 3 1 4 基于周边环境特征的车辆定位技术( 视觉定位) 5 6 5 3 1 5 信号标杆技术5 7 5 3 2 车辆运行实时信息反馈技术5 7 5 3 2 1 公交车辆运营基本信息反馈5 7 5 3 2 2 调度员调度指令发布与传输5 7 5 4 本章小结5 8 第六章结论与展望5 9 6 1 主要研究工作及研究成果5 9 6 2 主要创新点6 0 6 3 研究展望6 0 参考文献6 2 豸【谢6 4 攻读硕士期间发表的论文及参加的科研工作6 5 附录6 6 - 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法绪论 1 1 论文研究的背景及意义 第一章绪论 随着我国社会经济的日益发展和城市规模的不断扩大，城市人口与机动车辆数目迅速增长，交 通拥挤、交通污染、交通安全状况越来越严重，在某种程度上影响了城市经济的进一步发展和人民 生活水平的进一步提高。优先发展公共交通，提高城市居民公共交通方式出行比例，从而最大限度 的提高交通资源的利用效率是缓解交通供求矛盾的根本出路。 然而，我国提出“优先发展城市公共交通”的交通政策已有十多年，城市公共交通依然发展缓 慢，甚至出现严重萎缩。以南京市为例，1 9 8 7 年是南京公交客运量的高峰，客运量从1 9 7 9 年的5 1 6 亿人次增长到1 9 8 7 年的8 4 0 亿人次，从1 9 8 7 年起至1 9 9 5 年南京市公交客运量逐年下降，1 9 9 5 年 下降至最低点3 3 8 亿人次，只相当于1 9 8 7 年的4 0 2 【l 】。城市公交发展缓慢的原因有两方面： 公交的准点性与便利性得不到保证，造成公交吸引力下降，公交出行对居民失去吸引力；公交 企业效率低下，亏损严重，影响服务质量。这两个方面相互影响，使得公交发展进入恶性循环，而 造成公交失去吸引力和公交企业亏损的一个重要原因就是公交运营调度不合理。 公交运营调度是整个公交企业工作的核心，直接影响企业生产效率、经济效益和服务质量，并 进一步影响居民的公交出行比例和城市运输效率。其中，换乘衔接起着关键性的作用，市内各种公 共交通方式之间的优化换乘，是提高城市交通系统效率，减少出行时空消耗，确定公共交通主导地 位的有效途径。但是，我国大多数城市在公共交通的规划和建设过程中，忽视了公共交通系统内部 的换乘问题，没能实现各种交通方式有效的协调与衔接。造成出行者换乘不便，加剧了城市交通的 供需矛盾。我国公交换乘存在的问题有：换乘时间增加。由于各公交运营单位之间不协调或规划 不当等原因，造成公交线网衔接不当、换乘等待时间较长、换乘站设置以及换乘通道设计不合理。 南京市市民的平均换乘时间从2 0 0 4 年的4 9 6 m i n 增加到2 0 0 5 年的6 3 9 r a i n ，为6 年来的最高水平【i 】： 换乘距离过长。主要是指乘客在换乘过程中步行距离较长。如北京市主要换乘点的平均步行距离 为3 5 0 m ，3 0 以上换乘距离在5 0 0 m 以上【2 】；换乘安全性较差。由于很多换乘点的车站与线路并 没有作为一个整体来考虑，加上换乘站点，特别是交通枢纽附近交通秩序比较混乱，频繁的穿行使 得乘客( 行人) 没有安全感。这些问题直接影响公交系统的进一步发展，在公交运营调度的过程中，必 须充分考虑乘客换乘的便利性与安全性。 然而，传统的公交运营调度是以线路调度为核心，所制定的行车时刻表只针对单一线路，通常 仅考虑该线路乘客乘车与到站等待时间以及车辆运营成本的最小化，而很少考虑乘客换乘方便和公 交区域协调调度。随着人们出行次数的不断增加与出行范围的不断扩大，换乘成为不得不考虑的问 题，针对单一线路的公交运营调度已不能满足乘客的出行需求，必须充分地考虑乘客的换乘问题。 对于公交换乘问题的分析与研究，通常从两个角度考虑：从乘客角度考虑，核心问题是解决 出发地到目的地的公交路径选优问题，即乘坐哪条公交线路、换乘几次、如何换乘，从空间上合理 地衔接以减少公交乘客的出行时耗和换乘次数，一般借鉴公路网络最短路算法，结合公交路网的特 殊性对出行路径算法进行研究；从公交企业角度考虑，核心问题是如何合理地调度公交区域的车 辆和优化各线路的发车时刻，从时间上合理地衔接以实现公交乘客换乘最优，优化目标一般为公交 区域同步到达的车次( 两两公交) 最多、公交区域乘客总等车时间最少或总换乘等待时间最少。对于上 述两方面内容，大部分研究都未能全面考虑公交换乘的各种情况与具体特征，如公交换乘的类型与 ， 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法 绪论 位置、公交站点与线路的换乘权重、各线路发车频率、换乘客流随时间变化的特性、乘客换乘第二 辆公交的情况、各运营周期间发车时刻的衔接、公交乘客路径选择与公交区域调度的关系等等。 目前我国对城市公交换乘问题的研究还不够完善，探讨基于换乘的公交乘客出行路径优化方法， 能帮助乘客选择合理的出行路径与换乘线路，提高乘客的出行效率并优化有限的公交资源；探讨基 于换乘优化的公交区域调度，可以减少乘客的换乘等待时间，提高公交出行的吸引力；探讨公交乘 客路径选择与公交区域调度参数的反馈技术，可以实现公交区域调度方案的实时更新。因此，本文 研究基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法具有重要的意义。 本文将依托国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 支撑课题“综合交通运输系统与安全技术”的课 题：城市常规公共交通智能化运营调度关键技术研究( 批准号：2 0 0 7 a a l l z 2 1 0 ) 开展研究工作。通过 对公交乘客出行路径选择与公交区域调度的研究，对改善我国公交换乘现状，实现公交运营线路之 间的协调与配合，积极推进我国公交智能化调度的发展提供了理论依据与技术支持。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国外研究概况 国外发达国家非常重视对公交换乘问题的研究，并将公交换乘系统作为智能公共交通系统研究 的一项重要内容，对于乘客出行路径选择与公交区域调度方面的研究也取得了较大的成果。 对于基于换乘的公交乘客出行路径优化问题，j a n e z 研究了用二重图表示公交网络中换乘情况 的简化模型3 】；s p i e s s 、f l o r a i n 对城市道路网络中出行路径的最短路算法进行了研究，并将研究的成 果应用于e m m e 2 交通规划软件的模块中【4 j ；r j a y a k r i s h n a n 、m i c h a e lg m c l l a y 认为s p i e s s 与f l o r a i n 对乘客在站点等车时间以及公交线路选择概率的计算方法存在误差，提出了改进的计算模型 f l ； m a g e dd e s s o u k y 对公交线路的换乘质量优化进行了研究【6 j ；c h a o - l i nl i u 、t u n - w e np a i 通过对公交网 络邻接矩阵的研究来确定有效的出行路径，然后通过对公交站点具体特性的研究确定最优出行路径 【7 】：c h r o w d h u r y 对综合公交网络换乘的协调优化进行了研究，综合考虑乘客与公交企业的总成本， 协调换乘站轨道与公交的时刻表垆1 。 对于基于换乘优化的公交区域调度问题，s a l z b o m 调查了若干支流与一条主干道路的综合换乘 情况，并提出了公交时刻表的制定方法，使上述支流与主干道路换乘相协调 9 1 ；c e d e r 认为同步换乘 为最优换乘方式，以公交网络中相遇次数( 每两车之间) 最大为目标，对同步换乘的情况进行深入研究， 并将研究成果应用于以色列的公交调度系统【l q ；a n i t h a e r a n k 认为同步换乘并不是最优的换乘方式， 并在c o d e r 的研究基础上，提出将每个站点设置一个最小和最大的换乘时间，在这个时间段内到达 的公交可认为是同步到达【l l 】；q u a k 引入站点和线路的权重，以公交区域乘客的总换乘等待时间最少 为目标建立模型【1 2 】：m a g e ad e s s o u k y 对公交换乘系统进行了大量深入的研究，成果包括：基于公交 追踪技术的公交车站定时换乘的公交调度【l3 1 ，基于公交枢纽时刻表协调的实时控制【1 4 1 ，公交换乘站 点最佳等待时间的研究【1 5 等等；c l e v e r 、r a n d o l p hh a l l 等学者对定时换乘系统管理方法、运营模式 以及信息控制等方面进行了深入的研究，并通过洛杉机等大城市的数据进行实例分析【幡1 7 1 ；r a c h e l c w w o n g 等人对铁路线路时刻表的同步化进行了优化，并建立了时刻表同步化的混合整数规划模 型，求解使得乘客总等待时间最小的非周期时刻表州。 1 2 2 国内研究概况 上世纪8 0 年代，随着我国公交优先战略的确定，特别是国家“十五”重点科技攻关计划“智能 交通系统关键技术开发和示范工程”项目实施后，公交调度优化问题的研究开始受到人们的关注【1 9 1 ， 公交换乘系统研究方面的理论与技术也得到很大的提高。 2 基于换乘的公交区域调度与乘客出行路径优化方法 对于基于换乘的公交乘客出行路径优化问题，李丹以武汉市公交系统为实例研究对象，建立了 基于g i s ( g o a g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 的公交网络数据库，应用基于换乘次数最少的最优路径算 法，在a r c g i s 地理信息系统软件中实现任意两点间的最优路径查询【2 0 】；郑朝晖以换乘次数最少为 第一目标，以出行时耗最少或出行距离最短为第二目标，并考虑乘客步行小段距离进行换乘的情况， 提出了实用简便的公交最优路径的算法【2 i 】；刘岳峰对公交出行提出了完整路线计算的解决方案：分 别建立双层公交网络模型和步行道路网络模型，并将两者有机连接，形成一个统一的混合交通网络， 在此基础上实现完整的路线计算吲；何瑞春建立了城市公交换乘的一种双目标优化模型，并用基于 小生境复制技术的遗传算法求其p 鲫加( 帕雷特) 解集【2 3 1 ；廖楚江提出了基于最少换乘的公交最优路径 理论，在此基础上设计了公交最少换乘的算法【2 4 1 ：蔺焕泉运用图论理论，建立了公交出行路径优化 模型，并运用数据库中遍历的方法，搜索公交乘客出行的最优路径【2 5 】。 对于基于换乘优化的公交区域调度问题，李铭根据线路延迟到达时间和换乘客流量等因素建立 了公交枢纽内多线路车辆的实时调度优化模型，提出了基于整个系统费用最小的优化目标函数【2 6 】： 周雪梅、杨晓光研究了i t s ( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r ts y s t e m ) 实时提供公共交通信息的条件下公交换乘等 待时间最短的调度问题，提出了线性规划模型，并运用算例进行演示【2 m s 】；石琴用多目标优化模型 来解决基于最大同步换乘次数的公交区域调度优化问题，并将该优化模型描述为混合整数规划问题， 建立了以车辆相遇总次数最大为第l 目标，多辆车同时相遇的机会最大为第2 目标的双目标优化模 型 2 9 1 ；刘志刚建立了公交调度系统中时刻表生成和车辆调度之间的双层规划模型【3 0 】，并将乘客换乘 时间最少为目标的区域公交时刻表的编制问题，归结为一类特殊的带有协同系数且无容量约束的0 1 背包问题，建立了相应的模型，给出了基于嵌套式的禁忌搜索算法的模型解法【3 1 1 。 1 2 3 现有研究工作总结 国内外对于公交乘客路径选择与公交区域调度的研究取得了一定成果，但仍存在一定问题： ( 1 ) 国外研究通常以同步到达的车次( 两两公交) 最多、公交区域乘客总等车时间最短或总换乘等 待时间最少为目标，对公交区域发车时刻进行优化。但相关的研究仍存在一定的缺陷：c e d e l j l 0 】认为 乘客同步换乘为最优，以公交区域同步换乘次数最多为目标建立基于站点的发车时刻优化模型，并