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分类号 密 级 UDC 学校代码 10500 工程硕士学位论文题 目： 英文题目：学位申请人姓名：申请学位领域名称：指导教师姓名：二七年五月分类号 密 级 UDC 学校代码 10500 工程硕士学位论文题 目 英文题目 研究生姓名（签名） 校内导师姓名（签名） 职 称 校外导师姓名（签名） 职 称 申请学位领域名称 领域代码 论文答辩日期 学位授予日期 学院负责人（签名） 评阅人姓名 评阅人姓名 年 月 日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日湖 北 工 业 大 学 工 程 硕 士 学 位 论 文摘 要随着社会经济的高速增长，在城市人口高速增长的同时，城市居民出行量迅速提高，造成交通拥挤。而城市公共交通系统的顺畅与否直接影响着城市经济运行的效率和居民生活的质量。我国目前的城市公交车辆调度方法普遍落后：一方面造成居民乘车过于拥挤，候车时间过长；而另一方面造成公交公司有限的资源大量浪费。在这种前提下，探索城市公共交通车辆优化调度方法对提高现有城市公共交通的效率具有重要的现实指导意义。城市公交车调度问题是指根据城市中某条公交线路各个时段的客流信息，确定此条线路各个时段的发车次数和发车间隔，最后制定出优化的发车时刻表，用以指挥安排公交车辆的运营。公交车调度问题是一个双目标问题，既要考虑公交公司利益，又要考虑乘客利益，公司利益表现为减少总发车次数和提高车辆满载率，乘客利益表现为减少平均候车时间和提高乘车舒适度。 本文针对此问题，依据动态规划理论，研究建立了一个公交车调度的动态规划模型，同时给出了该模型的评价指标。并通过实例对模型进行了验证，实验结果表明，该模型是有效的。本文首先分析了国内外城市公交车调度的现状，指出了我国公交车调度存在的问题。在此基础上，提出了本课题研究的主要内容和方法以及研究的意义。然后阐述了动态规划理论的基本原理和基本思想，介绍了动态规划的基本概念和基本方程，提出了应用动态规划的前提条件。接着本文对公交车调度问题进行分析和简化处理，并给出合理的假设。在这些假设的基础上逐步深入分析，根据动态规划理论，设计出公交车辆调度的动态规划模型。最后对设计的动态规划模型进行实例检验，并对模型结果给予分析和评价。检验结果表明，该动态规划模型是有效的。关键词：公共交通，公交车调度，动态规划，曲线拟合AbstractWith the high speed growth of both social economy and urban population, the demand of urban citizen for travel in the same city is increasingly growing, which usually exceeds the supply of public traffics capacity, and results in severe traffic crowding. How to solve this problem is important to each country, especially to the developing country. At present, the method of the bus scheduling in our country is poor. So it is more wise and more realistic to try improving the level of the bus scheduling.The bus scheduling problem presented in this paper is concerned with compiling an optimal timetable based on the passenger demands in different time ranges. The problem contains two objectives, which are conflict. One is to minimize the headway, which concerns the passengers waiting times. Another is to minimize the number of trips, which concerns the operational cost of a bus company.This paper, on the basis of passenger-flow of an urban route, applies the theory of Dynamic Programming to the bus scheduling system and establishes a Dynamic Programming model on the route that has been finally given an example to test. First of all，this paper reviews the history of development of urban public traffic both in China and in other countries, analyzes the tendency of development, illustrates the important role of urban public traffic, researches problems of current bus scheduling system that exists in our country today, and puts forward the main content, methods and the significance of the research.Second, it states the fundamental theory and thought of Dynamic Programming, introduces the basic concepts and equation, refers to the application premise of Dynamic Programming. Third, assay to the bus scheduling system has been given in the paper. It selects the benefit of bus-companies as an objective function and that of passengers as constrains, and turns a double-objective problem to a single-objective problem. Then it gives simplified treatment to the bus scheduling system and presents some reasonable assumptions. Finally on further discusses, it sets up a model in terms of Dynamic Programming.Finally, the model has been verified by an instance. At the same time, the results required has been analyzed and evaluated.Keywords: public traffic, bus scheduling, Dynamic Programming, curve fitting 目 录摘 要Abstract目 录第1章 引 言11.1 公交车调度问题描述11.2 国内外公交车辆调度的研究现状11.2.1 国外公交车辆调度系统的研究现状11.2.2 我国城市公交车调度的研究现状21.3 研究方法41.4 研究意义51.5 研究内容5第2章 动态规划方法72.1 动态规划概述72.2 多阶段决策过程72.3 最优化原理102.4 动态规划的基本概念和基本方程102.4.1 动态规划的基本概念102.4.2 动态规划的基本思想132.4.3 动态规划的基本方程及数学模型132.5 应用动态规划的前提16第3章 公交车调度的动态规划模型设计173.1 建模前的分析173.1.1 与乘客和公司利益有关的量173.1.2 用曲线拟合方法估计上下车乘客数173.1.3 采用均匀分布法估计上下车乘客数193.1.4 确定高峰期和低峰期193.2 公交车调度的动态规划模型203.2.1 基本假设203.2.2 符号说明203.2.3 动态规划用于公交车调度的过程描述及建模213.3 公交公司和乘客的利益25第4章 公交车调度的动态规划模型的算法实现274.1 核心子程序算法274.1.1 核心子程序算法流程图274.1.2 核心子程序算法流程294.2 实例检验304.2.1 上行情况314.2.2 下行情况334.2.3 公交公司和乘客的满意率354.2.4 采用均匀上下车计算各时段发车次数404.2.5 算法性能分析50第5章 总结与展望70参考文献80致 谢83附 录84IV第1章 引 言1.1 公交车调度问题描述公交车调度是指根据客流量的情况，即某条线路上下行两个方向上各时段内各站的上车乘客数及下车乘客数，确定此条线路各时段的发车次数以及发车间隔，最后制定出发车时刻表用以指挥公交车辆运营。公交车的调度过程是一个多目标决策过程，既要考虑到公交公司的利益，又要考虑到乘客的利益。公交公司的利益表现为减少发车总次数和总车辆数，乘客利益表现为减少候车时间和乘车拥挤程度。本课题在综合考虑这两者利益的基础上，结合乘客流量的情况，提出了一种有效的调度方案。1.2 国内外公交车辆调度的研究现状1.2.1 国外公交车辆调度系统的研究现状在国外发达国家，公共交通建设普遍受到高度重视。经过一个多世纪的建设，国外发达国家的大城市的公共交通大都具有了相当的规模，有一套完整的城市公共交通理念与管理体系1。现今已经建成了许多具有不同风格和特点的诸如：法国巴黎的以多层地铁为主的公共交通系统2；日本东京的直接连接高层建筑的多层立体公共交通系统；英国的伦敦以矩形网络状地铁为主的公共交通系统和加拿大的多伦多以地铁、巴士、出租车与租车综合发展的公共交通系统等3；还有现今受到人们普遍认同的巴西的库里蒂巴市和美国洛杉矶市的快速公共汽车运输系统等公共交通模式。这些城市的道路交通建设和运输车辆调度都处于世界先进水平。在发达国家，不仅公共交通运输的建设与管理已经有了一套完整的体系，而且随着经济的发展而不断的完善与进步，特别是城市公共交通运输的经营决策有较完整和相对比较科学的方法，城市的公共交通规模，公共交通形式，公共交通网络的形成和公共交通车辆调度等等都有一定的科学依据。在经济上，欧、美、日等国特别关注降低公共交通成本、提高公共交通运输效率4-12。美国对先进的公共运输系统研究集中于使公共运输系统更有效和可靠13,15,18-20。它包括向出行者传达可靠和精确的情报，有了这些信息，更多的人可以使用这些备选出行方式。美国公共运输系统的用户服务功能包括：公共运输辅助管理、提供公共运输信息、满足个人需要的非定线或准定线公共运输、公共运输安全等四项1471-108。表1.2 中值滤波检测值中值滤波公钥检测响应值私钥检测响应值335.492111.9986555.751911.9254775.543311.7041995.336811.0614图5.6 公钥检测的检测响应值效果图3参考文献1 袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究J.太原理工大学学报,2001, 32(1):51-53.2 刘国钧,王连成.图书馆史研究M.北京:高等教育出版社,1979:15-18,31.3 孙品一.高校学报编辑工作现代化特征C.中国高等学校自然科学学报研究会.科技编辑学论文集(2).北京:北京师范大学出版社,1998:10-22.4 张和生.地质力学系