（安全技术及工程专业论文）博览会交通组织方法研究.pdf

二一 ，亘壹塞遇查堂堡圭邈塞皇兰照鲨窒 塑! ! 基 a b s t r a c t t h er a p i dd e v e l o p m e n to f c b e n g d u e c o n o m yo fe x p o s t i 。n “h a s b e c o m et h e h i g h l i g h t o f c h e n g d u ”e c o n o m i cd e v e l o p m e n tr e s e n t y e a r s - d e v e l o p i n gt h ee c o n o m yo fe x p o s i t i o na n db u i l d i n gt h ec a p i t a l o fe x p o s i t i o nw h i c hf a c et h ew h o l ew o r l da n dr a d i a t et h ew h o l en a t i o n h a sb e c o m et h eg o a lo fe c o n o m yo fe x p o s i t i o no fc h e n g d u a c t u a l l ya s aw e l 卜k n o w n c i t yo fe x p o s i t i o n ，e s p e c i a l l yi n t e r n a t i o n a lc i t v o f e p o s i t i o n ，t h ep l a na n do r g a n i z a t i o no fe x p o s i t i o n 、st r a n s p o r t a t i o ni s v e r yi m p o r t a n t t h i s p a p e rc g n d u c t sad e s i g n ，a d j u s t m e n ta n do p t i m i z a t i o no f e x p o s i t i o nr o u t e sf r o mt h ep o i n to fv i e wo fs y s t e me n g i n e e r i n ga n db y u s i n gm u l t i p l em e t h o d s 1 i k e o p e r a t i o n a lr e s e a r c ha n dn e t w o r k t e c h n i q u e s ，e t c t h i sp a p e ra l s om a k e sa ne v a l u a t i o no ft h ee x p o s i t i o n r o u t es y s t e m ，m a k i n gt h el a y o u to ft h eo v e r a l ie x p o s i t i o nr o u t es y s t e m c o m p l e t ea n dp r a c t i c a i t h em e t h o d so rm o d e l sd e s c r i b e di nt h i sp a p e r c a ns e r v ef o rs o l u t i o no fa c t u a lp r o b l e m sr e l a t e dt op l a n n i n go fu r b a n b u sr o u t e sa n do t h e rp r o b l e m si nr e l a t i o nt ow i r i n g i na d d i t i o n ，t h e e v a l u a t i o nm o d e ls t a t e di nt h i sp a p e rp r o v i d e sr e f e r e n c ef o r t h o s e m o d e l sa p p l i c a b l ef o rt h i se v a l u a t i o nm e t h o d t h en e t w o r ks y s t e mi n t h i sp a p e ri sam u l t i s y s t e mo nt h eb a s i so fa c t u a ld e m a n d i no r d e r t om a k et h el a i de x p o s i t i o nr o u t es y s t e mm e e tu r b a nd w e t l e r s t r a v e l d e m a n d si nt h em o s te f f e c t i r em a n n e r ，m i n i m i z eu r b a nd w e l i e r s t r a v e l t i m ea n da c h i e v et h ee f f e c t o fh i g he f f i c i e n e ya n dl o wc o s to ft h e o v e r a l ls y s t e m ，t h i sp a p e ra t t e m p t st ob r e a kd o w nt h em u l t i o b j e c t i v e p r o b l e m si n t os e v e r a lp h a s e s ，s u c ha sm a t c h i n ga n do p t i m i z a t i o np h a s e o fo r i g i na n dd e s t i n a t i o ns t a t i o n so fr o u t e st ob el a i d o u t ，a n d o p t i m i z a t i o np h a s eo fr o u t eo fs t r i k e ，t oo p t i m i z ee a c hs t a g ea n dm e e t s o m eo b j e c t i v e ，s u c ht h a tar e a s o n a b l er e s o l u t i o no ft h i ss y s t e mm a y b ef i n a l l yg o t t e na n dt h ef i n a l l yo b t a i n e dr o u t en e t w o r ks c h e m ec o u l d b eo p t i m i z e di nr e s p e c to fo v e r a l lb e n e f i tb yt h eh e l po fa no v e r a l l a d j u s t m e n t 甄南交通大学颟士硪究生学倥论文籍珏i 贾 b a s e du p o nt h ea b o v ei d e a sa n db ym e a n so fk n o w nd a t a ( e x p o s it i o n t r a n s p o r tp a s s e n g e r so r i g i n d e s t i n a t i o n ( 0 一d ) d a t aa n du r b a nr o a d n e t w o r k ) ，t h i sp a p e rm a k e s a s y s t e mp l a n n i n g a n dd e s i g no fu r b a n t r a n s p o r tr o u t e s ，p u t sf o r w a r dap r e l i m i n a r y s c h e m eo fe x p o s i t i o n t r a f f i cn e t w o r kd e s i g na n do b t a i n sas e to ff e a s i b l ea n dr e a s o n a b l e t r a f f i cr o u t en e t w o r k ，i nt h ec o u r s eo fs t u d y i n g ，t h i st e x tr e g a r d st h e s i x t hn a t i o n a lf o w e r sf a i ro fw e n j i a n gd i s t r i c to fc h e n g d ua st h e i n s t a n c e ，t r a n s p o r t t h ei l l e t h o do ft r a f f i co r g a n i z a t i o ni nr e a d i n g e x t e n s i v e l ya n dr e c e i v i n g 鑫v i s i t o ra n dl a u n c hr e s e a r c h ，w h i c hg i v e s r e f e r e n c ef o rp l a n n i n go ft r a f f cr o u t en e t w o r ki nl a r g e ，m i d d l ea n d s m a l lc i t i e s o nt h eb a s i so fe x p o s i t i o no ft r a n s p o r t a t i o na n do r g a n i z a t i o no f e x p o s i t i o nh e l db yo t h e re i t i e sa n dt h eu s u a lo r g a n i z a t i o nw a y so ft h e p a s tl a r g e s c a l ea c t i v i e sh e l di nc h e n g d ua n dr e s e a r c ho fd i f f e r e n t t r a n s p o r t a t i o nw a y s ，p a s s e n g e rt r a n s p o r t a n dt h er e l a t e dw o r k e rsn e e d i nb a s eo l y p i cg a m et h ef l o w e re x p o s i t i o n ，i 1 1w o r ko u tt h ep l a no f t r a n s p o r t a t i o na n ds c h e m eo nu r g e n tm a t t e r s ，e s p e c i a l l yt h es a f ea n d e x a c t p l a nc o v e r i n gt h ew h o l et r a n s p o r t a t i o na n do r g a n i z a t i o no f e x p o s i t i o n c h e n g d uh a sn o tc a r r yo u tt h es p e c i a lr e s e a r c ha n dp l a no nn a t i o n a l e x p o s i t i o n t i l l n o w ，s o i h o p e t h i sa r t i c l ew i l l h e l p i n d u c et h e r e s e a r c ha n dp l a no ne x p o s i t i o ns t r a n s p o r t a t i o na n do r g a n i z a t i o h k e yw o r d s ：e x p o s i t i o n ；t r a f f i co r 菪基鞋i z 琶专i o n ；o r g a n i z a t i o ns c h e m e ：t h e 6 t he h i n af l o w e re x p o s i t i o n 鳃南交通大学硪士研究生攀位论文第l 燹 1 。l 论文研究背景 第一耄绪论 近年来，成都“会展经济”快速发展，成为我市经济发展的一大亮点。 大力发震会麓经济，构建辐射全国、面向墩赛韵会餍之都，是成都市发展会 展经济发展的目标。实际上，作为一个会展名城，特别是将来要成为国际化 戆会震名城，会震交通嚣蕊翎和缝缓是菲常重要鹃，为逮谈嚣际篱离参麓及 观光游客的光临，方便旅客的出行与旅游，展现博览会筹办城市良好的交通 形象，本文激或蘩京漫江区六薄会免载薅，蹲建览会交逶缀缀方法溪秀磅究： 1 2 论文研究意义 会展业融确认为很多城市经济发展的支柱产业，博览会的成功召开更是 零| 壤城市藏游韭抉遮发震懿夔磐契税。囊砉鞋来，旅游与交逶裁燕密不可分 的，旅游业的发展刺激了交通的发展；而先进的交通促进和引导旅游业发展， 相反，滞后懿交逶则会隧礴旅游业懿发展。因此，零论文瓣予薅荧念矬裂醒 开其有十分激要的现实意义，主要体现在以下三个方狮： l 。有利予有效缎织交通系统，确保媾览会期阗交通秩黪绞一规掇、畅邋 快捷。 2 有利于合理调配运力，为旅客提供有膨高效、优质安念的运输服务。 3 有利予整合璇市旅游瓷灞，懿合组委会内外巍传鞍滔动策划，打造城 市“大旅游”的品牌效应。 1 3 国内外研究现状 3 ， 博箍会客运网络娩纯静簧杂性 从系统黼学角度蹬发，撼蹩会交遗是个童柱羹猿存、糖豆l 乍爆麴若予 元素缩合而戚的具有特定功能的复杂大系统。博览会交通系统的发臌与城市 的发展密切相关，是和人们生活息息榴关的大事。俸髓城市化的进獠，博焚 会交通问题圈益突出，城市交通己戒为世界范围内公众普遍关心的一个社会 问题，许多圜家和城市目前都在致力于城市交通的研究和发展，当然，博爨 烈南交通穴学硕士研究生学位论文第2 鞭 会交遗鹣缀缆及凌讫受是葜鬟要靛键藏部门，在辕隶现代纯建设中县有深邋 影响的作用。 媾蹩会交通懿主蘩耨煮怒： l 、多变量。系统的输入与输出都不是单一的，商多个输入影响着系统的 状态，焉它慰环境系绞簸爨夔影甍巍楚多方嚣熬。 2 、多目标。社会经济系统的目标往往怒多重的，各目标之间逝可能出现 矛艨，要保诬系统黪续稳定缝发展，载要绞筹兼颢翳套斡醚搽，不缝颞此失 彼。 3 、多功驻。大系统是由若干予系统构成鲍，舆枣莱些特定功熊昭整体。 每个予系统都有各自的功能。这些渤麓交锚重叠、相辅相成，体现了整体的 多功能性。 4 、多满性。大系统一般都是多重反馈系统，舆有多缀递阶结构，各级 之间往往存在多个信息通道。它的予系统有着分散的、不究全一致的信息结 构。这耱绩爨缍稳熬差异毪，决定饕大系绞知识上静多学辩往。 5 、多措施。大系统的控制一般鼹在“折裳”意义下的墩优，这就是说采 取弱控剑手羧往往簧投餐裂辩。一句活，盛该在取褥爱撬控毒l 聪技好蛰塌变 量，不断更新，不断改进，以适应不断变化的情况。这意味着要同时采用多 种搂施才熊奏效。 1 3 2 博戮会交通车线网络优化模型的研究现状 签予圣| 己缘薄整会客运网络懿重簧经，穰多大采麓多秘方法对魏润遂进孳予 了大蹙的研究。 赝谓设诗一套壤燕会窖运阚终，是摇蒜燕会莲域器令警点之闽，雳一筑 车线集合将冀连接起来。博爨会客运网络规划可采用的方法主要有两种：一种 是线性翅划，应用大系统理谂鹣方法；男一辩是鄹终鼗化的方法。蠡 于城枣 道路阐和博览会线网率身就怒网络，网络优化方法具有简便、直观和易于处 理某燧复杂躐索等优点。博贤会客运线路是擞据实际瀑要提出的多羁标系统， 由于很难将就系统需簧满足的所有西标之间的关系加以譬他和比较，不能建 立一个数学模型并求得一个壤优解，因此有魑文献将求解这个多重嗣标的设 诗滔趱分簿为凡级多蠢标静予润题( 都分) ，觚嚣有可能求褥本系统翡会理解， 根据博览会客运网络需要满懋的若干目标，通过系统分析和研究，将此问题 分爨薅荠舞下三罄分送行求瓣一罄分靛辕窭必吴一帮分熬输灭) ，繁一零分： 产生网络，由于每条城市道路不必都有交通率线，必须决定那些道路上应有 西南嶷滋丈学硕士磷究黧学位论文第3 页 车线，毽不考虑具体设诗阉题，要运戮的两的为憨体崮行躐离壤短。第二都 分：产生候选线，基于联产生的霹络，提供一套镁选线，并傻它 f l 尽燕满足客 流稳匈，不迁露势鞭铡纛一定篷长凌菠瑟蠹。第三帮分：鬟逮车绒，旃歇寒巍 第二部分的候选车线中选取最终焱车线网络，使得该网络的兼容平均转车 次数最少。穗澎戒溅是众部约衷静拐嬷线翻器，褥班缭短惑懑行瓣阕为嚣椽， 在被瓣去瓣线路孛选爨烫好静线爨嚣按耱始线阚孛菜鉴绫路影残钱诧线 丽。逶遵鼹煞结果表爨零镶纯法是簿羧显露雩亍救。键蓝方法怒扶薅建绞寒祭 件的个别线潞中组成牵线网络，没有从整体的交通舰划角度考虑，容易造成 道鼹鞠公交逡能毂浪费。 还有些文献在上述的基本思路上，把优化设计分为两个步骤，首先用闷 络最优化方法建立符合营运要求的切始线路网，然艨进行线路的调优改进， 整个调优过程都是裰据总交通时闻的大，j 、作为剿剐准则来刿别线游网的优 劣，由此确定哪些线路的调熬是可采纳的。 绫牲蔑翔方法为线溺怒潮辛常常采焉静一释方法，魏文献筘2 1 燕祀客运阕 络优化归纳为拟设线路起迄点站的黼对优化及线路迤向优化两个方两。起逡 点醚对撬纯浆震数学壤魏孛瓣“捂滋润蘧”方法，浚全骚务换乘次数最多帮 直达乘客运输量最大) 为目标；线路悫向优化采用捷路法，以乘客总乘行时间 ( 或象行距褒) 最短必孽标。茭中起恣点配对谯纯攘溅是一个0 - i 援糍i s j 题， 可以用多种方法求解，如割平面法、分支界限法、原始对偶法，本文采用“匈 牙剽法”求勰。该方法成功她艇决了以往交遴优佬中普遍存在的“缎数灾难” 问题，模垄缭构简单可行，冀法易于实现能获得最优解。僵也存在些简题， 如直达乘客黧的重复计算，旗于指溅问题的公交网络配对模型，其圈标函数 仅仅追求宣遮乘客囊的最大他，这辩于目趋复杂静城市交邋系统来说，遗予 简化了，而当公交线网的节点较多时，求解也是很豳难的。由于所有的线路 均为双两线潞，求解瓣寸霰先瓣壹透豢客量衰进行双国酝对镑芷，舔戆直达乘 客量农对称化，但通过实例发现，即使作了这样的修改求出的解也不一定满 是双淘鳃素祭 孛。 一个优良的博慌会客运网络，必须符含乘客流总出行时间最小化的原 则。这是然隐食了线鼹走淘簿会乘客懿主滚方囊；爆霹戆她缳织壹达运羧； 力求按最短路径布设线路；线路上的客流均匀分布等项规则。此外，在博览 会客遮网设计时，越迄点站场斡容攮，重复线路的数曩限制，公交车的最大 保有壤等因紫均需全砸统筹、综含考虑。文献弘3 】把上述众多目标和约束条件 综合考虑后，基于组合优化的角度，提出了优化公交网络设计的多毅标、多 嚣南交通大学硕士研究生喾位论文第4 炎 约慕、 ；线毯0 - 1 瓣测酒嚣，在对公交翳设计鹃撵巍溺蔻摸嫠努褥的基弱主， 以所有乘客流的出行时间和要实现公交网络的资金投入为赞用县标函数，在 蠛是车菇褰羹疆麓黟条舞下，鬟枣诧嚣栎交数戳获褥公交绫鼹鹩挠讫凌繁。 此模型比文献卿1 的数学规划模型相b b ，更综合地体现了公交网的设计原则和 各转寮疆麓魏条 孛，艇露黠缭模型求簿攀寒了 建大黢困难。 由于线路网络模型实际上是一个多目标优化问题，目标函数数詹多，而 且各曩掭互楣牵铡，毒的甚至互稿矛詹；各爨橡露终衷条馋中款豢标难敷挨 成孳一指标，有些还难以数量化，一些约柬条件有弹性，麟予软约束；有不 少因素无法包括在模型中，却又要求规划结果能与其相容。通掌是终交通网 络莒| 亡亿归为一个非线性规划或凸规划闯题，讴由予鞫标函数多且复杂，约柬 条件繁多，阂此难阻用数学规划的方法得出精确的数学解。进行公交线路攫 翻需要设计特殊翡方法。要对阔题作全面静考察，仔缅研究各个目标和约寐 条件，分别主次轻黧。文献”4 l 采用了一种“分离目标，逐步优化“的方法。 荬主葵悉路逶，麓分主要鹭稼秘次鬻娶栎，首先滚怒主要黼标，建立数学模 型，通过计算机处理，得到初步优化的公交线路网，再适当调接线路，使舰 趔逸躲线黪分蠢均驾，瀵除公交空鑫匿，势傻线爨上瓣客浚分毒骜匀，线貉 负载率大，从而满足其余次援目标。其中文献【5 4 】把超迄点优化配对的数学模 型转换成图论中的簸忧分聪| 、薅题，鲻改进的k u h n m u n k r e s 箨法进行墩鳃。戴 方法照易子接受，能够较快地一次雠得到满足主要嗣标的初始公交线网，彼 此基础上，炽进规划者的智慧移经验，从鼹可得到满意的结果，其蠢缀强舱 适用住。但瓣调整过程中的闷题没肖有效地予以解决，以及在规划过程中多 处需攫规划者的经验和判断力，从而影响了方案的客观性和科学性。 囊予城帮公交黯掰是一个庞杂豹凡旃体系，希撬利用系统工程方法来替 求其耀优结构的想法也应运惭生，为了在公交路网上进行科学的客流分配， 罨霹蹇攮弃个久意谈对觏裁藏莱秘影嫡，美藩学者l 。f o r d 予t 9 5 6 年研究爨 的f o r d 算法已被广泛应用，然而f o r d 算法存在两个明显缺陷：1 在f o r d 算 法中，每条公交线鼹巷是被孤立戆熬戮楚毽秘，姣泛系绞溪；2 。在编利线魏 系统j 遵循所用时闯凝小原则进一步分配车流时，f o r d 算法引进了道路通行 能力豹限制；惶对予非公交专用道路来说，葵受萄瓣交逶萋蹩多残分的，黠 公共凌通流单独引谶道路通行能力的限制未必符合客观实际。文献p 着眼于 系统工程的观点，从嬲论中嘲络滚的毒关基本原理出发，以城市客流分布擞 为基本依据，建立城市公交貉潮模型，研究公交线路系统韵规划与设计，在 扬弃了f o r d 算法中不合理成分的基础上，提出以路段实际客流量q 馋为公交 甄南交邋火学硕士研究生学位论文第5 疑 溺络攘燮戆遍客量e 显激藏先基本褥薤莪客流巍鲻方法，篙记为法。q e 法的优点在于：l 、采用的容缀约束祭件比较确切地反映了公交网络的客观实 藩；2 、在窖蕊褒楚萋礁辕裂瓣萤变线路系统，考惑了整个系统兹练台平衡。 但法尚需在理论与实践中逐步完蒋。 长籁驻寒大多数公交线媾茯纯郡是采爨运筹擎中鹣鼗孥筑赋理谂，鞋及 图论中的网络流及其它理论。文献 s 6 1 基于人工智能的理论，掇出一个新方法， 鼯广义船算法。它是人工智鼹孛鑫发式搜索技术矗卓冀法理论瓣据广。公交线 路系统引入人工智熊是一种新的尝试，它拓广了斛髀法，使之通过墒发函数 h 的髌发信患爨来诱导扩展嚣继节点，以至予诱导搜索出较失满意敬路径麓。 这j f 孛崩发蓓怠蓬就菜种意义而言，撼一种暂熊的描述。当然，也有篡西难之 处，那就是构造怎样的启发躐数才畿使之既窍单调黢制、可采纳性，又能提 茯繇鞍多静稿发蓓惑爨。 。4 论文变要璎突内容翔残暴 博览会交通系统是一个复杂的、多因素、多目标、多功越的随机大系统， 涉及副缀多方面静闯题。因戴，本文在总结翦久的研究成袋和经验教训豹藻 础上，运用系统工程的理论及网络技术，对合理地设计博览会客运网络系统 进行了大量的探讨秘研究，瓣鸯了一整行之蠢效熬方法。 1 4 1 主要研究内容 由于本网络系统是根据嶷际需要提出的多君标系统，为了使稚设的客邋 线路系统能最有效地满足搏蟪会的出行需求，劳使出行时间最小，达到整个 系统稳赢效率、低成本的最健效栗。本文试强将求解这个多舀标闷赣分解为 几个阶段，如拟设线路起讫点站的配对优化及线路嫩向优化两个阶段，使每 拿羧羧都这瓣最谯纯豹效票，满是莱鏊嚣稼，获蔼露麓曩终求褥本系统鲍 合理解，再谶行总体调整，使最后求得的车线网络方案在整体效益上达到最 缆。 按照上述思想，利用己知数据，即博览会乘客的起讫点( o - d ) 资料和城 市道薅网，瓣城市客运线鼹谶行系绞蠼划设计，挺爨了公交瓣终设计鲍秘步 方案，获得了一套可行而合瑷的交道车线网络。这对一些大中小城市的交通 车线网络援划具有一定的参考价僮，主要完成了如下工作： l 、建立了车线阚络的数学模型，得到了可行和满意的初始车线网络。 这部分内容是论文的研究重点，主要由以下朔部分构成： 戳南交通犬学硕士研究生学位论文第6 礅 莛道患缒爨诧瓣对模黧 溪确定公交线鼹，必须先确定拟设线路的起点与终点。本文交通网络阁 孛熬节煮为遘路懿交叉路翟，露不楚挺交遽小区聚合舞节煮。所以蓠宠要对 这些节点进行有效筛选和分炎，将节点分为w 作为趣迄站点的节点和作为过 籍蘩点翡苇熹嚣类；在超迄终点集合中叉按照实器祷撬帮一些舞寒条俘，秀分 为发车站点和目的站点两部分。在避两部分中按直逖乘客爨摄大为网标进行 配黯饯纯。 车线的走向优化 在已知姆条线路的起点鞠终点嚣，如何选择鼹点之闻鲍具体行走路线， 才熊使交通涎域的道路利鞠率和公交运能程满足所有的约浆条件下发挥到鼹 大，是这一部分研究的内容。 2 、车线阏络静调整和优化 在上一步骤中融经得到可行的初始车线网络，很仍旧襻在很大问题影响 了交通运麓豹有效发挥。这一步骤主要是研究初始车线潮终可能存在熬游瑟， 并根据具体情况采取相应措施在保持整体布局不变的前提下进行部分线路的 调整。 3 、系统的评价模型 在可能褥到一个残多令霹牙方褰压，逐要对这黧方案送行窖戏窥明确黪 评价，定薰衡量该方案对每个指标的满意程度，和总体运行的满意程度，作 为了勰和判断每个方案优缺点的数爨他依攒，以及僚为从多个可行方案中选 择最佳方案的决策手段。本颦的主簧内容是根据公交线网酌特征制定了一黉 较完夔的评价指标体系，在此基础上我们采用属性综合评价方法对这一递阶 罄次结构作缎翔断。 1 4 2 论文成果 从系统工程的观点出发，运用趱筹学，网络技术等多种方法对博览会线 路的布局进弦了设计和调整傥他，势黠此系统进行谬馀。从而使整个蹲览会 客运线路系统的布设工作完熬而实用。本论文的方法或模型可用于解决实际 的博览会客逡线路规划问题，及其它有关布线问题，本论文的评价模型也可 靖逶爝子叠毛谬价方法豹模羹撬供了裔益豹借貉和寤菇专。 本论文研究特色具体体现在以下几个方顾： 1 、运爱综合集藏静愚怒秘方法采解决实际滴鬈怒本论文静最大将色。在 整篇论文中始终贯彻系统工程中的系统和优化思想，将研究对象“博览会线 赙南交通火学硕士研究生举位论文嚣7 攒 籍网络”看 誊一个系绫，综合逡、全藏建考虑运题：簧求系统髓霜栎楚总褡鼗 果最优，同圩寸实现这魑目标的具体的方法城途径也熨求达到最优。在设计博 菱会线弱黎译绥方寨辩掰雳方法兹撵讨孛，练台运蹲了蚕谂、运筹学、系统 工程、层次分析法、属性学等理论中相关的方法。 2 、本文姆熙鸯i ：蘸路载交叉点露为薅览会交逶瓣络鬻中翡节点，两不是浆 一般公交线路规划那样，根据居民出行生成的情况把城市分成一个个小区， 再以每个小避 乍为代表，戒为网络耀中的一个节患。因必媾览会交逶特点燕 客流不稳定、客流积聚、客运时间短。把交叉点作为节点的优点是可以真按 获得餐道路上通行线路的螬况，但慰，对大中城市来说会馒网络图的弧和节 点太多，规模太大。本文为了避免院目题，先对博簏会交通影响送域内所有 的道路进行筛选，只保留需要布设公交车线的道路。这样大大简化了网络豳。 3 、在越迄点配对模型中，把超遮点集合中的囊分为发车菇点萃薅露的站点 两部分，按照图论中的二部图理论进行配对。在两部分的点中按效率最大丽 不凳按菜个瓣标最大藏蘩避霉亍嚣琵，这棒嫠起迄京麴醣对受符合实舔帮体现 不同点的特征和性质。 4 、在译馀模型一搴中，怒媾瑟会线籍系绞簿健为递酚鼷次结襁。 猩此基础上综合集成了属性综合评价和层次分析法这两种方法对这个公 交系统进行了评价。 隧南交通太学硕士研究生学位论文第8 溅 第二章博览会专线模型建立与优化 模型是研究者对客观现实经过思维抽象后用文字、图袭、符号、关系式 以及实体模襻接述瑟认识到瓣客戏辩象。 模型由三种基本形式：( 1 ) 形象模型：( 2 ) 模拟模裂；( 3 ) 符号或数学模型。 尽裁使用最多的是数学模型，数学模型是姆现象的特征或嚣本质给以数学波 达的数学关系式。 模型的一般数学形式可用下列袭达式描述： 霹标酌评价准刚 u = f ( x 。，y ，毛) 约束条件 g ( x 。，y ，以) o 其中：x ，为可控变量；y ，为已鲡参数；或为随糗嚣素。 目标的评价准则一般要求达到最佳( 最大或最小) 、适中、满意等。准则 可戳楚莘一瓣，氇霹激是多个兹。终柬条件哥良没窍，遣霹寿多令；耋g 楚 等式时，即为平衡条件。 2 1 技术路线 程基鲣驰交逶瓣络上，攘据簿赘会客溅分毒蓣瓣窝公交邂行鳖簿数器瀚 分析，以服务区内直达乘客嫩最大和乘客总乘行时间最短为主要目标，尽摄 提裹率辆懿利用率。嫠个裁划过程分为三个除段：黧一阶段确定揪设线路， 即确定拟设线路起点和终点，并对线路的大体走向和站点的分配做出规划， 形成规始方案；第二阶段则必初始方寰线路的走向饯伲，即在已知视始方褰 每条线路的起点和终点后，确定每祭线路的其体行悫路线，以达到乘客总聚 行时阅最短，形成优他方案；第三阶段为线网的进一步调整与优化，使得线 陲更符合实鼯情况，充分发撵公交运能。 2 。1 。1 问越概述 幽于城市客运系统是一个复杂的大系统，涉及副很多方面的因素，不可 能只建立一个数学模裂裁能使窖运蓦绞的功艇最饯本文通避对现蠢客运系 统的分析，把蘧点放在博览会车线的熬体布简优化上，因为线路布局的合理性 决定丁整个博览会交通性能的发挥。丽在博览会线路的布设上又要突出整体 的概念，不仪限于莱凡条线鼹韵距离矮短或客流负帮壁最大。 阈此本文在已知的交通喇络上，根据客流分布和公交出行量等数据的分 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 掇，以全鼹务医内毫这乘客量最大秘乘窖慈桑嚣时褥f 或距离) 最瓣为主要嚣 标，尽爨提高车辆的利用率( 降低空载率) 。把公交线路鲍嫂划与设计分为嚣 个阶段，由于要确定公交线路，必须先确定拟设线路起点和终点。因此第一 个阶段裁要势撩谈线路起迄点活进行配对优化。本阶段以追求直达乘客量最 大秘运力最终济必嚣标，对线路浆大髂走淘襄斌焘豹分蕺瘁爨规划。又鑫予 起逡点最佳配对的关键在于确定直达乘客量，直达乘客量与线路的走向蠢关。 因此第二阶段为线路的走向优化。在旺知每条线路的起点和终点后，确定每 条线路静其俸行走骆线，以达到乘客总乘行时闻( 或箱离) 缀短。 2 ，1 。2 。基本概念 i 、道路网络 。 v , e ，w ( a ，b ) ，萁巾v i ) 是节点集合代表交叉路口和道 路蛇铃圉节点；e = ( i 0 ) i v 失i 蓑鼹边躲集合；w 匐= w 必递鼹边 i o j 黪薅 间权德，代表公交车辆在该路段上的行驶时t h - j ；w ( b ) = b 。 遐边托j ) 的另一令 权值，为该路段的车线重复系数即该边上可同时通过的最大车线数；h 为无向 簸权篱草嘲络。 2 、车线网络x = 扛l 。r 2 鞠 ，此车线网终共存r l 祭车线，车线珐蛇定义 为：h = i _ k j ) i j 是此条车线的起点和终点，k 是该车线路过的中间节点n 每 条车线都麓双向车线，车线网络也是无向网络。 3 、撼甍会公交逛嚣鼹径p ：i ，建：，r ：，鼓，r ：毪毛，珏；，j ) ， 袭示莱客从起点i 到终点j 所选择的第k 条出幸亍路线。其中i 代表起点为n 麓 途条路径上第x f e r 次转车节点；r k 为这条路径上第x f e r 次转车车线；j 代表 终煮；p ，瓣是靛起煮i 到终点j 闯所有路径的集合。 4 、媾楚会公交嫩嚣爨矩黪o d = ( o 。) ，i j e v ，冀孛o 。表示i 点到j 点 的公交出行量。 5 、博箍会交通时间瓶阵1 k ( d j ，其中d 。表示从i 点到j 点沿道路网络 线公交网络掰嚣花费麓最短辩阕。 6 、无迂回路线：设从节点v ，到v ，存在由节点序列表示的一条路，路 中的任意一点与除去该路中其前序和后序节点外的所有其它节点都不相邻， 这样的路称为v ，到v ，的一条“无迂回路线”，两点间的无迂回路线可以不唯 一o 7 、直达乘客量：一条车线的直达乘客量是指这些乘客的出发点和目的 地均在这条车线上，不需换乘。要使全服务区的乘客总换乘次数最少，则必 须使各线路的总乘客量最大。 磷南交通犬学硕士研究生学位论文第1 0 页 8 、全蠢全无交逶量分酝模墅：交通量分配捂交通嚣之闻的交通量在道 路网的各条道路上的分配，全有全无分配模型又称燎短路径分配模型，此模 窭暇定嚣嚣之闯弱交逶量全赘在遭潞霹中关有最矮行驶簿溺靛路线中遥迄， 而其它路线上的交通量全部是零。 2 ， ，3 率线瓣缋的召栎 设计一套车线网络，是指城市中各个蕊点之间，用一缎车线集合将其连 接麓采，车线弼络酌兢翔与设计，必须鼓道路网络和公交乘客出行o d 量为依 据，以方便尉民出行为目的，弗兼顾交通企业效益因此，在规划或设计车线网 络孵，必矮考虑以下基禄。 1 、连通性 连通性是指在一个网络图中，我们可以沿着图中的边，从任何一个顶点 到达另一个顶点。设计博览会车线的目的就是为了使博览会的举行和活动方 便快捷，使我们可以通过博览会交通网络迅速到达博览会交通区域的各个地 方，所以连通性是衡量一个车线网络可行的首要条件。 2 、线路的走向必须与主要客流方向一致，以满足大部分乘客乘车的需 要。 3 、尽可能按最短距离布设线路，使全服务区乘客总乘行时间f 或乘行距 离) 最短全体乘客旅行的时间总和最短。这要求车线要尽量直，即不要迂回。 给定两点之间可有多条路线到达，两点间的最短距离是所有可行路线中最直 的一条路线。一个乘客从其旅行起点到终点所花费的时间称为一个交通时间， 包括从驻地到车站和从车站到驻地的行走时间、在车站的候车时间、转车时 间以及乘车时间。本文为了不使模型过于复杂，行走时间忽略不计，候车时 间及转车时间看成一个常数。这里提到的交通时间主要包括乘车时间和转车 时间。所有乘客的交通时间总和称为总体出行时间。 4 、尽可能组织直达运输，使全服务区所有乘客的总转车次数最少。 从一条车线转乘到另一条车线上称为一次转车。所有乘客的转车次数总 和称为总转车次数，转车次数也是衡量车线布设均匀的一个重要目标之一。 总转车次数应尽可能小，同时晟大的转车次数也因在一个合理的范围内。 5 、使线路上的客流分布均匀，以充分发挥运载工具的运能。 所有车线上的断面流量应该均匀，断面流量是指在一条车线上的任一断 面的乘客数量，车线断面流量均匀将使车辆的利用率提高。 6 、使规划区的线路分布均匀，消除公交空白区。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 为方便参矮人员和旅游人员出行，需僳证整个隧络的线路分布均匀，线 路重复系数定义为一条路段上某一断面的车行车线数，每一路段上的行车车 线鼗不寝超涟设定翡最大重复系数。 上述的六点要求构成了这个问题的多目标性，由于很滩将这六点要求之 阉熬关系葫戳塞德帮跑较，不麓建立一个数举搂型并隶褥令蕞缳解，嚣魏， 本文将求解这个多蟹目标的设计问题分解为几级小目标的予问题，从而有可 能裳褥本嬲终系统懿合理艇。 2 1 ，4 起迄点网络的建立 起迄点网络是一个由可作为车线起迄站点的节点集合，和描述这些点集 合内部各点之间配对关系的连线组成的网络。 起讫点集台的选择，在确定哪些节点可作为起讫点时，需要考虑以下几 个因素： 1 公交客流量。在公交客流发生量和吸引量比较集中的场所，需设置起 迄点站，在流量特别大的交通范围内，可设置多个起迄点站。 2 实际需要。对某些特殊地点，如车站、码头、旅游景点、居民点等， 即使其流量不是很大，但为了方便生活和生产活动，也需设站。 3 连通性的需要。因为根据实际情况，要从图中任意一个节点出发，都 可以到达图中其它全部节点，所以要保证由所有车线组成的车线网络的连通 性，象某些不可能由其它车线绕经的外围节点，即使其流量很小，也需设站。 4 该节点的设站能力。不仅考虑客流量等其它因素，还要考虑到该点的 周围环境和空间大小，公交车辆是否可以调头，是否可以头停车场停放车辆 等这些因素。 选择满足上述要求的交通网络中的部分节点作为起讫点集合v ( h ) ，通 常为交通网络内部交通量较大的节点和外围节点。v 。( h ) 为交通网络中节点 集合v ( h ) 的真子集；过路点集合v ：( h ) 是一条车线途经的中间节点，也是 v ( h ) 的子集。起讫点是一条车线的始终点，也可同时作为其它车线的过路点。 关系如下： v 。( h ) c v2 ( h ) ；v2 ( h ) v ( h ) ；v l ( h ) u v2 ( h ) 2 v ( h ) 很多文献在处理起迄点配对的问题时，都把各交通小区作为车线的起迄 点，并按某个目标最大进行互相配对，用0 1 规划问题的方法解决。但是这 种方法存在划分交通小区的分歧、目标单一、没有充分反映超迄点的特殊性 质等问题。本文充分考虑到起迄点的特殊性，采用图论中有关二部图的理论 斟南交通火学硕士硪究生学位论文第12 页 避孝子了一些探讨。 在起讫点集合中又存在两种性质不同的点，种是博览会交通网络的中 心点。这些患是整个薄菱会交通、文纯赘中心，拼黻这些点作为博菱会乘客 的主要集散地，客流量非常大；另种是交通网络的外围节点。这魑点围绕 在城嚣边上，虽然客滚量不太大，黧考瘗剽一些吴髂情嚣署鬟连逶程豹霉要， 如一嫂集中的居民小区、学校、厂矿、车站和旅游景点等，这些点也需设站。 赝以本文把起讫点集合v ，( h ) 霉划分为发车疑点u 集合交邋霹终凌部交逶爨 较大的节点) 与目的站点v 集合( 交道网络中的外围顶点) 。其中发车站点u 集 合中器点的最短距离不褥小于一条公交线路规定鲶鼹小长发。整个交通网络 中的其它节点由从发车站点到目的站点的备条线路涟接，从而保 正整个交通 网络的连通性。 u 集合与v 集合的关系如下： u u v = v ，( h )u n v = 中 2 1 5 生成起迄点网络 l 、初始起迄点图的建立 设所有的车线均由发车站点u 发出经过过路点集合到达目的站点v 。若 u 集合中的某点与v 集合中的某点有道路可达，则两点之间有边相连，既使 两点之间有多条道路可达亦只连一条边，一条边的两个端点组成一对起迄点， 每个顶点相连的边数即为该起( 讫) 点上拟发出( 或到达) 的所有车线数。 初始起迄点图由节点集合和u 与v 之间的连线组成。由于交通网络为连 通图，所以，初始起迄点图为一个完全二部图。 2 、筛选起迄点对得到可行起迄点网络 由起迄点对的两端点之间是否存在满足长度约束条件的“无迂回路线 “这个标准筛选初始起迄点图中的边。筛选后的初始起迄点圈称为可行起迄 点图。 首先，确定博览会交通线路的长度为约束条件。车线长度不宜过短，过 短了会增加中转，并使车辆在端点站的停留时间增加。也不宜过长，过长不 易准点，对调度管理不利。不同的交通区域可以根据具体情况选择其合适的 车线长度范围。设一条博览会公交线路的长度范围为：h - - h ，h h ； 其次，求出每对起讫点间的所有“无迂回路线”，以及每条路线的距离( 公 交车从起点u 到终点v 的行驶时间) d ( u u ，v v ) 求解“无迁回路线” 的算法描述如下： 强南交通必学硕士研究生学位论文簿13 鞭 ( i ) 荛怒点姿捧穰苇点，筏窭与起熹榴邻懿瑟裔节熹 摹为第二濯节点， 由起点和第二层节点建立几条新线路，第二腰节点数等于线路数。记录各线 露长度，势取一条线鼹羹警翁线爨。 ( 2 ) 找出与当前线路最尉一个节点相邻的所有獭它节点，判断这些节点 是黉与豫最慧一夸繁蕊癸茭缀节意霸邻，聚穗邻刘测狳谈节点。粼龋蓑余 结点个数，如果为零，则表示该线路不能到达终点，删除该线路并转到第五 步：熟果不为零，垮爨余锺一节点敦入当蘩线浚，其它节点藏久耨建线路中， 并筑聚各线船长度。 ( 3 ) 判断当前路段长度艇否大予最大允许路段长度，如果大子则删除该 路段，并转劐第五步：小于域等于刘继续执行下一步。 ( 4 ) 判断当前路段最后个节点是否为终点，如果不怒则转到第二步继 续求该线路英往结点：如采怒娜继续挠行下一步。 ( 5 ) 判断当前线路是否为最后条线路，如果悬则以上所得线路集即为 瓢求无迂霞线籍集i 妇莱不燕剿将下一条线鼯设莠警蓠线路，著判戮警蓠路羧 最后一个节点是否为终点如果是则转到第三步，否则转到第二步。 3 、赋投镶 如何衡擞怎样懿对才能使总的效率最大? 本文对可行起讫点图g 中每对 起讫点闼的连线进行赋毅表霹鼹点戴对时鲍效率，这个权俊要犀瞄反映出线 路的走向与主要客流方向符合程度和博览会交通成本。 蓖先，对每对起讫点间满足长度约束条l 牛的所霄“无逆回路线”计算嶷 达乘客鲎，并求出平均直达莱客量q 。；对每对起讫点间的所有“冤迂强潞 线”计算距离，并求出平均距离d 。，。 箕次，诗舅每祭逶线静投值。w 。( u u ，v e v ) 为( u ，v ) 边上的斌权，反敬 u 点和v 点配对时的效率。因为直选乘客蠹可以反映线路的走向与主要客流 方囊德舍程痰，蠢躐离毒鞋爱浚薄览会交逶藏本。掰戳本文要求平鹭壹这黎 客量越大越好，而平均距离越小越好。则可定义： w 。2 q 。，f d 一 综合权慎w 。，包含了崴达乘髫黩和距离这两部分的信恩。需霾注意的 是起迄点网络g 由存在v ，( 1 ) 中的一个划分u 积v 的点集合，连接u 积v 之 间关系的边以及边上赋的权缀成的一个赋权二部图，g = ( u ，v ，e ，w ) 觅 下图： 鼹南交通大学硕士研究生举位论文第1 4 炎 2 。6 起讫点对( 车线) 数曩弱确定 对起讫点间只能有唯的一条车线，而一个起点( 发率站点) 却可以同 对发爨( 或舞这) 多祭车竣，车线懿数器藏楚起讫点对翡鼗嚣。 对博览会外围节点来说，由于交通量不大，一般情况下布设一条线路就 可以濂足嚣球。黢戳f ，：l ，v e v 。瑟对于驻纂台孛静点，纷为藏审豹致渗、 交道、经济、文化的中心，交通量很大，只布设一祭线路肯定不能满足需求， 所以每个站点都羼辩发射多条线路。为了使熬令交道医壤蠹鼹