本科毕业论文基于邻接矩阵法的威海市-公交换乘组织研究

哈尔滨工业大学本科生毕业论文（设计）-PAGE48-基于邻接矩阵法的威海市公交换乘组织研究摘要公交换乘系统是城市客运交通系统的重要组成部分，是公共交通优先的保证，也是城市客运交通整体化的关键，对城市结构的完善、土地使用的合理化有着重要的意义。本文从分析公共交通换乘体系的构建入手，进行系统网络的分解，对国内外公共交通换乘现状及研究状况进行分析，指出解决公共交通换乘问题刻不容缓，要形成合理的交通结构，必须综合考虑各方面的因素。论文阐述了城市交通面临的问题，提出公交换乘系统组织优化的必要性。在广泛调查数据，了解关于公交换乘组织的国内外研究现状，调研并分析威海市公共交通现状基础上，对公交换乘实现方法进行对比，选用邻接矩阵法来研究威海市的公交换乘组织。通过对威海市交通网络进行划分，选取重要换乘站点列写邻接矩阵并推算。利用运算结果来分析现有公交换乘系统中所需要的换乘次数、换乘时间、出行费用、出行距离等。对这些数据进行分析，进而对该换乘系统进行定量评价。根据定量评价的结果，综合考虑乘客、公交车辆、道路条件等的交通特性，根据经济、适用、协调可持续的原则，提出合理的优化方案，包括填补公交换乘系统中线路盲区，合并重复或相似度过高的公交线路，实行票价浮动政策等具体方案。从而构建一个更为合理适用的公交换乘系统。关键词公交换乘；邻接矩阵；系统评价；组织优化RESEARCHONWEIHAIPUBLICTRANSITTRANSFERORGANIZATIONUNDERTHEADJACENTMATRIXAbstractPublictransittransfersystemistheimportantcompositionofthepassengertransportsystemandistheguaranteeofthecitytransportpriority,thekeytotheintegration,whichissignificantfortheperfectionofthecitystructureandrationalizationoflanduse.Theresearchstartsanalyzingtheframeofthechangesystemofurbanpublicpassengertransport,decomposingthesystemnetwork,andanalyzingitsdomesticandforeignresearch.ThepaperPointsoutitisgreaturgenttosolvethepublictransportationcontradictionandformingtherationaltransportationstructuremustbewellsynthesizedbymanyaspects.Atfirst,thistextexpoundtheproblemsfacingurbantransport,itisproposedthatthenecessityofthecitypublictransittransfersystemoptimization.Inawiderangeofsurveydata,informationonbustransferorganizationsonthestatusquoathomeandabroad,researchandanalysisofWeihaiCity,publictransportonthebasisofthestatusquo,bustransfermethodofcomparison,thechoiceoftheadjacentmatrixmethodtostudytheWeihaicitypublictransitorganizations.TheCityofWeihaitrafficthroughthenetworkofselectedsitesareimportanttransferwriteadjacentmatrixandprojections.Operationalresultsoftheuseoftheexistingpublictransitsystemneededtothetransfernumber,thentaketime,travelcosts,tripdistance,andsoon.Withtheanalysisofthesedata,thenthestudytransfersystemforquantitativeevaluation.Accordingtothequantitativeevaluationoftheresults,consideringthepassengers,publictransport,roadtrafficconditions,andothercharacteristics,economic,applytheprincipleofcoordinatedandsustainable,reasonableoptimizationprogrammes,includingthetransfersystemtofillbuslinesintheblindspot,themergerrepeatSimilarityorexcessivebuslines,implementedthepolicyoffloatingthefarespecificprogrammes.Tobuildamorereasonableapplicationofpublictransittransfersystem.KeywordsPublicTransitTransfer,AdjacentMatrix,SystemEvaluation,OrganizationOptimization目录TOC\o"1—3"\h\z\u摘要 IAbstract II第1章绪论 11.1研究背景及问题的提出 11.2国内外研究现状 31.2.1国外研究现状 31.2.2国内研究现状 41.3课题研究的意义和内容 61.3.1研究的意义 61.3.2研究的内容和方法 8第2章城市公交换乘组织理论研究 102.1公交换乘系统概述 102.1.1公交换乘组织定义 102.1.2公交换乘系统主要内容 102.2公交换乘的地位和作用 102.2.1换乘的必要性 102.2.2换乘的有效性 112.3公交换乘的实现方法 112.3.1常规方法 112.3.2邻接矩阵法 132.4本章小结 15第3章威海市公交换乘系统组织评价 163.1威海市城市道路网络分析 163.1.1威海市路网系统的特点 163.1.2路网分块 163.2城市公交系统现状 183.2.1现有公交线路状况 183.2.2现有公交线路地理分布图 213.3公交换乘邻接矩阵列写及推算 283.3.1公交换乘系统线路邻接矩阵列写及推算举例 303.3.2公交换乘系统线路邻接矩阵列写 313.3.3公交换乘系统时间邻接矩阵列写及推算 333.4公交换乘系统评价 343.4.1公交换乘系统评价指标体系建立 343.4.2公交换乘系统评价 353.5本章小结 39第4章威海市公交换乘系统的优化 404.1优化体系的原则 404.2优化的影响因素 404.3对现有公交换乘系统的优化方案 414.4本章小结 46结论 47致谢 48参考文献 49附录 51初始邻接矩阵 51莱海 51威韩商城 56实验中学 60海港客运站 64华联商厦 67特乙甲家居广场 69第1章绪论研究背景及问题的提出1987年威海市成为地级市，随着威海市改革开放的深入与经济的持续高速发展，威海市作为胶东半岛中心城市的辐射作用越来越突出。虽然几年来，威海市城市基础设施，如铁路、海运、航运和公路运输等都得到了迅速的发展，但是，随着车辆保有辆的增加和人流、物流量的快速增长，城市交通量也迅速增加，城市交通问题[1]~[3]日趋突出。汽车造成的道路拥挤，行车不畅，车辆延误，并且还产生空气污染和噪音污染，不仅对城市居民的出行带来了很大的不便，阻碍了经济发展，而且，给政府和交通部门带来了很大的压力。随着和谐、可持续发展城市交通概念的提出，许多城市开始采用综合交通运输政策。该政策能够发挥各种交通方式的特长，尤其是大容量的公共汽车和快速轨道交通车辆，来降低汽车交通需求，缓解交通矛盾。作为城市主动脉的公共交通承担着越来越繁重的运输任务。与此相对应，公交的线路数量和投入运营的车辆数量也在迅猛增加，公交的服务时间在延长，服务范围在扩大，服务质量在提高，对人们的吸引力也在增强，在油价上涨和能源短缺的今天，人们的出行将越来越依赖公共交通。(1)交通需求的增长交通需求的增长来源于经济的增长和城市自身发展的需要。城市化发展对城市交通提出了更高的要求。到2000年底，威海市人口为52.96万人。按照目前的城市化进程，预计到2010年，城市人口可达到72.82万人左右，机动车保有量为18.87万台，城市化水平将达到一个新的高度。展望城市未来的发展，城市客运交通系统的发展必须与之相适应。①威海市作为区域交通枢纽的作用日益加强。从环渤海经济圈层面、山东省域层面、青烟威区域层面、威海市域层面四个不同层面，结合威海不同的城市地位，威海“大交通”地位已经不可否认。而庞大的运输量需要相应的城市内部运输能力来提供保障，没有足够的交通设施是完不成外来运输任务的。②城市中自行车拥有量已趋饱和，但其绝对数量还在增加，并开始呈现出向小汽车转化的发展趋势。特别是最近几年，城市机动车增幅在年均15％左右。随着汽车工业产业政策的实施及一些有利的私人购车措施的出台，将会有更多的汽车进入城市，城市客运交通将面临更为严峻的局面。③城市用地的扩大，导致了公交出行距离的增加，换乘问题至关重要。(2)交通供应严重不足[4]①道路网络设施是基本的交通供给。其供应不足主要表现在三个方面：其一是路网容量不足。其二，路网结构不合理：道路空间结构多处于平面交通状态，主干道上行人过街影响突出；路网功能布局混乱，主干道、次干道和支路比例失调，衔接关系紊乱，难以适应交通现代化的需求。其三，忽略交通静态设施(如停车场、交通管理标志和信号设施，公交站点、换乘枢纽等)的建设，难以满足交通管理的需要，影响道路通行能力。②由于缺乏重视和适当的资金投入，我国常规公交日益滑坡而私人交通发展较快。据世界银行的预计报告，中国大部分城市的公交出行分担率在6%—25%之间，而国外大城市的公交分担率一般在40％—80％之间。虽然近年来我国特大城市的轨道交通筹建速度也明显加快，但由于投资巨大，总的来说，尚处于起步阶段，发展缓慢，大城市要形成以大中运量轨道交通为主体的综合客运体系，还需要一个相当长的过程。至今，我国仅有北京、上海、天津、广州四座城市拥有地铁，其他大城市公共交通出行几乎还全部依靠常规地面公交，尚未形成以轨道交通为骨干的综合客运交通体系，公共交通不堪重负。城市公共交通的矛盾主要表现为公交客运量的供求矛盾、服务质量较低与居民出行多层次需求的矛盾。到2000年底，威海市公交总公司已经拥有在册车辆数333辆，其中单节车233辆，中巴车91辆，铰接车9辆，折合标准车381.5标台。城市公交每年承担的客运量是7103.9万人次，是1995年客运量的3.7倍，公交车年收入3103.9万元，是1995年的4.25倍。目前，威海市每万人拥有公交车辆数为12.1标准台/万人，公交车辆平均安全运行间隔里程为71.1万公里/次，公交车辆进场率为6.5%，车辆报废率为2000年为40%，2001年的报废率为62.5%，新增车辆全部是新型城市公交车辆。威海市的轨道交通尚处于开发阶段。这些还不能满足居民快速增长的出行需要。(3)交通管理手段落后交通管理是保障交通安全，提高通行能力和维持交通系统协调，并实现交通可持续发展的重要措施。目前，我国城市中交通控制和交通安全管理的现代化设施极少。威海市只有部分主要路口采取了智能交通控制手段。面对日趋尖锐的城市交通需求与交通供给之间的矛盾，为了缓解城市客运交通车辆拥挤、道路堵塞的严峻局面，特别是针对城市发展中存在的土地资源非常紧张的形势，越来越多的交通工作者认识到解决城市交通问题的根本出路在于优先发展公共交通，建立一个以轨道交通系统为骨架，以常规公交为主体，多种交通方式互相协调的总和客运交通体系，以提高城市的整体客运交通水平。在公共交通的使用中，面对着人们的活动范围的扩大，出行往往不可能一次到达，如何换乘成为人们出行前首先要考虑的问题。完整的出行问题是解决从出发点到目的地的路径选优的问题。乘客从某一起点，可能需要一次或多次换乘不同的线路才能到达目的地，其中核心的问题是换乘问题，即换乘几次，如何换乘的问题。本文试图利用邻接矩阵的理论来解决这一问题。国内外研究现状国外研究现状随着综合交通体系的发展，国外发达国家大城市各种交通方式的多式联运、港站内各种运输设备的匹配与布置日益一体化，城市对外交通与城市内部交通的衔接也趋于成熟。在技术上，各种交通方式的集约要求逐渐淡化各自为政的行业领域观念；在管理上，不同部门之间的协调和谈判成为工作制度和管理组成部分。例如纽约城市公共交通各种方式(地铁、通勤铁路、轻轨地面公交、轮渡等)均由纽约州交通局(NewYorkMetorpontanTrnaPs’rtatinoAuthority)统一管理，实现各种交通方式之间统一规划和管理。城市公共交通的这种管理体制便于组织各种交通方式之间的衔接和换乘，提高整个城市交通系统的运输效率。很多城市也非常重视交通方式衔接与换乘系统的建立。巴黎公共交通是一个庞大而复杂的综合交通网，因而各种线路和交通方式之间的衔接和换乘十分重要。在它地铁各换乘站，乘客不必出站就可以换乘另一线路的列车，另外，还有不少组织得很巧的换乘枢纽，把铁路车站、地铁站、公共汽车站、出租汽车站、停车场及一些商店巧妙地设置在同一建筑中，形成地下和地面立体配置，达到整体化的要求。它的许多换乘站都按照其功能要求，因地制宜地设计[5][6]。公交换乘系统在众多欧美国家已经非常先进与发达，同样，对于公交换乘系统的理论研究工作，它们己经远远领先我国水平。Peter提出只有乘客到达换乘点的时间变动在固定的时间范围之内，才能定义最适合的换乘时间[7]。J.Anez研究了用二重图表示公交网络中换乘情况的简化模型。HongK.ol等建立了模型来解决多种公交方式换乘过程中计算换乘方式数目及换乘中的非线性费用两个问题。NguyenS与SpiessH将乘客选择公交换乘作为通常的线性问题研究，他认为乘客并不是选择在公交站点第一辆到达的公交汽车，而是使整个出行时间最短的公交汽车。wu，J.H考虑了公交等待时间和在车时间，对spiess的研究内容加以改进。FernandezE建立了多种运输方式交叉换乘的框架模型，提出了3种整合模式和路径选择方式。LZoanoA与StorchiG研究了换乘方式选择中的行为问题[5]。国内研究现状我国的公交换乘系统虽然较国外起步晚一些，但是经过国内学者的不懈努力，取得了一定的研究成果，主要体现在如下4个方面[5]:(1)研究公交换乘系统功能，指标以及对公交网络优化的影响裴玉龙等通过引入换乘强度指标，建立了换乘强度模型，探讨了换乘强度指标在停车换乘规划和换乘需求定性分析中的实际应用意义。韩传峰，胡志伟通过建立数学模型，研究城市公交路网的拓扑结构，计算反映其综合性能的指标一平均换乘次数，对该城市的公交路网的性能做出评价，据此评价给出该公交路网的发展战略汇。师桂兰等以平均换乘次数反映网络可达性这一指标，来讨论公交线网的性能，最后得出结论：换乘次数越大说明城市公交路网的可达性越差，公交路网的性能也越差，反之换乘次数越小说明该城市的公交路网的可达性越好，公交路网的性能也越好。田琼考虑从生活区到工作区有三种交通方式可供选择的情形：一是全程驾车，二是地铁直达，三是在瓶颈处停车再换乘地铁到达目的地。以瓶颈模型为基础，建立了基于随机均衡的交通方式选择模型。研究结果表明，设置恰当的地铁票价和停车收费水平，可以实现系统的净收益极大，此外，也存在一种地铁票价策略使地铁的收益最大，但票价水平高于系统净收益极大时的票价水平，并且设计了算例，算例结果支持了模型分析结论。(2)研究基于公交换乘的公交线路最短路问题翁敏在讨论公交网络特性的基础上，提出适于公交网络的数据组织，将公交网络的数据组织以结点一弧段一有向线进行描述，研究综合换乘次数及距离因素的出行路径选择模型，并提供算法的实现。傅冬绵设计了最小换乘的广度优先搜索算法摘要，他把图论中针对单个结点的广度优先搜索思想，推广到拥有若干个结点集合的广度优先搜索上。对旅游路线中最佳路径的问题，提出一种新的算法，可解决旅游路线中的最少换乘问题。赵巧霞分析了一般公共交通的特点，建立了以换乘次数最小为第一目标，途经站数最小为第二目标的最优公交出行路径模型。对这一组合优化问题，设计了广度优先搜索算法，包括换乘次数上界确定和换乘点选择算法。徐兵从节约存储空间、提高运算速度出发，结合最短路径换乘算法的优缺点，给出了一种高效的换乘算法数据模型，并设计了基于站点优先级的公交换乘算法，最后给出该算法的应用实例。苏爱华针对公交网络换乘问题构造了公共交通网络模型。基于该模型，提出了基于改进Dijkstra算法的公交网络最短路径问题的求解。将求解最短路径获得的站点作为搜索站点，并将这些站点及经过这些站点的线路构成换乘矩阵，结合换乘次数的要求，给出了换乘的实现算法，确定可行的换乘方案。(3)研究换乘枢纽的系列问题王有为针对我国大城市综合交通系统的不足，参照国外的先进经验，对城市公共交通枢纽做了比较深入的研究。他首先对城市公共交通枢纽进行合理的分类，在此基础上提出了关于城市公共交通枢纽吸引范围和设计规模的合理预测方法。将Logit数学模型引入公共交通枢纽的研究。提出了预测公共交通枢纽的Logit模型。城市交通换乘衔接是一个十分复杂的问题，涉及多个部门和多个学科，具有很强的社会性、综合性与交叉性。周伟针对这一问题对城市交通换乘衔接的内涵、分类及换乘影响因素进行了深入的分析，并以此为基础，按照目标理论分析、内容设计、检验实施的系统分析过程提出了城市客运交通换乘衔接研究的理论框架，重点从换乘量分析、换乘衔接组织、换乘建设策略与方法及换乘综合评价等方面介绍了城市客运交通换乘枢纽衔接问题研究的理论与方法，并对其进行了理论分析和探讨。席庆通过对交通运输枢纽换乘模式的研究，从保证枢纽中各种运输方式协调的角度出发，提出了根据集中与分散相结合的交通运输通道理论，对枢纽中的客运站点进行布局，并结合实例，阐述了枢纽客运站点的布局方法。盛志前从换乘和交通设计的角度理清了枢纽的组成内容，明确了枢纽交通设计在规划层次中的地位，提出了枢纽交通设计的设计原则、设计内容和流程。刘有军通过评估各个备选点位可达性指标的大小，提出一种简单可行的基于GIS的停车换乘设施优化选址方法。分析了影响居民使用停车换乘方式的最重要的个体特征，各个备选点位的影响范围及可达性指标，对备选点位进行分析排序，并对其在城市交通战略研究中的作用进行展望。(4)换乘系统评价问题的研究孙小年在分析城市客运交通换乘衔接内涵的基础上，依据综合评价指标体系建立的原则，建立了城市客运交通换乘衔接的综合评价指标体系，并对综合评价指标体系进行了定义与量化，最后，结合宁波客运换乘实际状况采用层次分析法对系统进行了分析与评价。覃煌提出了用数据包络分析方法进行轨道枢纽换乘效率评价的新思路，建立了输入输出指标体系和DAE非均一评价模型，给出了换乘效率、输入冗余率和输出亏空率以及运行有效性的评价分析方法，并进行了广州地铁枢纽换乘效率评价的实例研究。朱雪松采用系统工程学的层次分析方法建立了评价指标体系，并对不同指标赋予了权重；在此基础上提出了对公共枢纽的换乘衔接进行评价的模糊评价方法。覃煌在总结我国城市交通主要矛盾的基础上，提出建立城市综合客运交通体系来缓解城市交通问题的建议；简要介绍其优化的目标和基本要素以及换乘系统规划布局的措施；建立换乘系统的评价指标体系和评价指标的量化方法。课题研究的意义和内容研究的意义研究的理论意义近年来，随着社会经济的高速发展，城市公共交通系统的建设与发展己经成为一个公众非常关注的问题，城市的发展与社会的进步，需要更加现代化的城市公共交通系统来满足人们出行的需求，而对城市公共交通系统的高要求也促使它需要一个高标准的公交换乘系统与之匹配。目前我国的城市公交换乘系统还相当不成熟，理论研究也起步较晚。探讨城市公交换乘系统的组织模式、相应的理论，将会极大促进我国公交换乘系统的发展，为我国建立现代化的城市公交系统提供支持与理论依据，研究换乘设施建设的社会效益以及环境效益，对实现城市公交系统的可持续发展有重要的意义。当前，实现公交换乘现有的算法和方法为：迪杰斯特拉(Dijkstra)算法、蚂蚁算法、依靠GIS组件等[8]。其中迪杰斯拉算法在公交站点很多的情况下，数据量大，运算速度慢；蚂蚁算法难于理解；GIS组件成本高。相对上述已有方法，用邻接矩阵方法实现公交换乘能够弥补上述不足。威海市公交线路存在往返路线一致、来返路线不一致等情况。这个系统模块要实现以不依靠第三方组件、乘车路线较优为约束条件的公交换乘。通过对邻接矩阵实现公交换乘方法进行了改进，增加实现来返路线不一致、内外线、最少站点等功能。研究的实际意义威海市是一个集市内公共交通、长途客运交通、铁路交通、海运、航空等多种交通出行方式于一体的城市。各种交通出行方式之间的换乘接驳则成为了一个重要的问题。而公交出行无疑是连接各种出行方式的一个有效的桥梁，公共交通的可达性及公交的换乘就成为了我们必须关注的一个课题。公共交通在道路使用权上的优先(如开辟公交专用道和公交专用路，在路口配以公交优先的信号系统)是公交在“行”方面的优先。而公交换乘系统体现了公交在“停”和换乘方面的优先。整体化是城市客运交通的发展趋势[9]。整体化的客运交通是一种多模式，多层次综合性的城市公共交通系统，它有轨道交通，公共汽车交通，小公共汽车和出租汽车组成。整体化的公交系统要在运能上适应不同层次客运的需要，必须以公交换乘系统为中介，使各种交通方式在时空上合理搭配。整体化的公交系统运营上的统一调度，运行时间的统一编排，衔接换乘的高效率，也必须通过公交换乘这个重要环节才能完成。交通可达性是影响城市空间布局的重要因素。各种不同的交通方式形成具有各自特点的区位可达性分布，对应一定的空间分布形态。如果不同的交通方式之间缺乏应有的衔接，各自区位可达性的简单叠合不仅不能提高，反而可能因相互影响而降低[5]。公交换乘系统通过协调各种方式，可以使各自的区位可达性差异缩小。由此带动城市核心人口的疏解，激活城市外围用地，诱导城市人口和就业的重新分布，促使城市空间形态结构的优化。在威海市中公交线路多达百条以上，居民难以掌握，而构建一个合理、快捷的公交换乘系统，就可以成为最好的组织城市居民活动的地方，居民只要到达某几个换乘枢纽站后，就可以通过换乘，方便地到达全市各地。此外，在换乘枢纽之间可运行直达车或大站快车，缩短乘客的出行时耗，这样一来，城市的用地虽然不断扩大，居民的出行时耗仍能被控制在规定的范围内。研究的内容和方法主要研究内容及观点在城市的公共交通网络中，公交换乘是乘客出行的一个重要的问题。随着城市公交规模的不断扩大，有相当部分的出行难以直达，乘客必须换乘才可到达目的地。在研究公交换乘的最优路径算法时，有必要先了解乘客出行时所考虑的因素，通过对乘客出行心理、行为的研究来确定模型的优化目标和约束条件。按照传统的想法，乘客总是选择从起始点到终迄点的最短路径。研究表明，在大部分的城市公交网络模型中。最短距离并不是决定公交线路选择的主要因素，其它因素却是十分重要的影响因素。通常受到以下几个因素的作用[10]：①换乘次数：是指乘客在完成一次出行过程中所换公交车的次数；②出行距离：包括车上距离和车外距离，车外距离指的是乘客为了乘车而步行的距离；③出行耗时：指乘客在一次出行过程中所需的时间，它也包括车上和车外部分，车外耗时除了在车外距离部分所耗的时间外还包括在车站等车的时间；④出行费用：指的是乘客在完成一次出行过程中所花的车费。不同乘客对于各项因素的要求都是不同的，有些人优先考虑换乘次数，有些人则优先考虑出行距离。针对实际的公交换乘要求，结合威海市公交线路的实际情况，本文提出运用邻接矩阵法[11]~[17]实现公交换乘数据模型，实现以不依靠第三方组件、乘车路线较优为约束条件的公交换乘。通过对邻接矩阵实现公交换乘方法进行了改进，增加实现来返路线不一致、内外线、最少站点等功能。具体研究过程为：(1)调查威海市公共交通网络现状。将威海市交通网络按照出行大区进行分块，选取重要出行站点作为主要研究对象，对各个站点的通过路线进行汇总，得出公交线路网络的基础数据。并根据各个重要站点位置绘制线路网络示意图，从直观图上可以看出公交线路分布情况。(2)对已经调查得出的公共交通线路网络基础数据进行整理。在考虑换乘次数因素时，考虑把公交线路作为邻接矩阵的顶点。线路有共同的换乘站点时，矩阵元素标记为1，否则为0。再根据布尔法则进行推算，求出各站线通达所需的换乘次数[18]。其中，选取火汽车站、海港客运站、华联商厦、莱海、威韩商城、特乙甲家居广场、实验中学等重要出行站点作为研究的主要对象进行线路换乘研究。(3)实现了空间上的接驳后，选取候车时间作为研究的另一个因素。例如：从哈工大站到实验中学站，可以考虑在鲸园小学或者华联商厦进行换乘。假设选取鲸园小学站进行换乘，那么可以考虑1路、13路、33路等线路。此时，等车时间就是最主要的因素之一。在时间接驳环节，预计同样用邻接矩阵来进行推导运算。设想方案为：当等车时间小于等于3min时，设矩阵元素为1；当等车时间大于3min时，设矩阵元素为0。根据该思路求出等车时间较短的换乘方案，是整个换乘过程更为优化。(4)实现空间及时间上的换乘后，辅助考虑票价因素等出行换乘因素对规划网络进行优化，对于现有公交换乘网络系统不完善的地方进行改进，对于通达性不好的出行点进行线路增设设计。使整个威海市公交换乘系统更为优化。研究的方法利用邻接矩阵法，对城市的公交换乘系统中换乘次数、换乘时间等因素进行列写推算，从而定量分析现有换乘系统，根据结果对威海市的主要公交线路进行优化，使重要站点间以及市区间的交通出行更为便利，实现高效的公交换乘系统。城市公交换乘组织理论研究公交换乘系统概述公交换乘组织定义交通换乘是指交通对象为完成一定出行目的在同种交通方式、不同交通方式或交通设施之间搭乘转换的全过程以及在该过程中所得到的由载运接驳设施(如衔接通道及线路、换乘站厅等)提供的交通服务。公交换乘系统主要内容公共交通换乘系统包括以下三个基本方面:客运换乘枢纽的基础设施建设；交通方式之间的运能衔接与组织；先进的信息服务系统[19]。为了充分发挥城市公共交通的运输效益，吸引更多的私人交通方式的客流，实现城市综合客运交通体系的优化目标，就要使各类公共交通的服务水平超过私人交通工具，同时为便于城市内外交通的联系，因而公交换乘体系包括进行公共交通线网的优化设计和公交站点的合理布局以及提高公共交通的服务水平，以及发展城市内部各种客运交通方式之间以及城市内部客运交通与城市对外客运交通之间的综合换乘系统。公交换乘的地位和作用换乘的必要性城市的客运交通系统庞大而复杂，必须建立完善便捷的换乘系统，才能使系统充分发挥活力。其必要性可以从以下两点来说明[4]：(1)以百万人口占地一百平方公里的城市为例，若每2km划分一个交通小区，其点点均直接联系需要4950条线路。显然，既无可能也绝对不必要，必须用换乘来解决。(2)如果采用不同的交通工具，换乘更是大量存在。交通发达的国家，小汽车拥有量很大，居民出行乘小汽车的较多，而城市的公共交通，则大多依靠轨道交通。由于投资水平及城市条件的限制，轨道交通的线路是有限的，其公共交通体系多以快速轨道交通为主，地面公交为辅。很显然，在这些国家中，居民出行不可避免地会产生私人交通与公共交通地转换、公共交通间地转换需求。即使是在轨道交通尚不发达地我国，居民出行由于线路条数有限，在常规公交线路上的换乘量也是非常庞大的。换乘的有效性(1)合理方便的换乘可以充分适应出行者的选择要求，减少出行时间，提高公共交通的竞争力。(2)考虑到重要的出行起止点以及必要和可能的出行换乘点，这种多点公共交通线路的设置方法可以经济合理地设置线路。(3)换乘枢纽地合理设置可以为公交线网的优化、调整提供必要的条件，增加公交运营线路的应变能力，提高运营效率。(4)现代化公共交通体系是一种多平面、多层次的立体化的客运交通体系。换乘枢纽不仅是连接城市各功能分区，实现交通方式和线路转换的功能体，它更为客运系统子系统间的有机衔接、协调、连续运转提供了有利的条件。(5)换乘枢纽的设置为公共交通体系分阶段发展、可持续发展奠定了必要的基础[4]。公交换乘的实现方法常规方法当前，实现公交换乘现有的算法和方法为：迪杰斯特拉(Dijkstra)算法、蚂蚁算法、依靠GIS组件等[18]。Dijkstra算法两点间的最短路径以Dijkstra算法最为经典，但Dijkstra算法只能求出两点间的一条最短路径，不能求出两点间的所有最短路径。该算法在公交站点很多的情况下，数据量大，运算速度慢[8][18][20]。蚂蚁算法蚁群算法(antcolonyoptimization，ACO)，又称蚂蚁算法[21]，是一种用来在图中寻找优化路径的机率型技术。它由MarcoDorigo于1992年在他的博士论文中引入，其灵感来源于蚂蚁在寻找食物过程中发现路径的行为。它包括的考虑因素有：范围，环境，觅食规则，移动规则，避障规则，播撒信息素规则等。根据这几条规则，蚂蚁之间并没有直接的关系，但是每只蚂蚁都和环境发生交互，而通过信息素这个纽带，实际上把各个蚂蚁之间关联起来了。

蚂蚁如何找到最短路径的？这一是要归功于信息素，另外要归功于环境，具体说是计算机时钟。信息素多的地方显然经过这里的蚂蚁会多，因而会有更多的蚂蚁聚集过来。假设有两条路从窝通向食物，开始的时候，走这两条路的蚂蚁数量同样多(或者较长的路上蚂蚁多，这也无关紧要)。当蚂蚁沿着一条路到达终点以后会马上返回来，这样，短的路蚂蚁来回一次的时间就短，这也意味着重复的频率就快，因而在单位时间里走过的蚂蚁数目就多，洒下的信息素自然也会多，自然会有更多的蚂蚁被吸引过来，从而洒下更多的信息素；而长的路正相反，因此，越来越多地蚂蚁聚集到较短的路径上来，最短的路径就近似找到了。也许有人会问局部最短路径和全局最短路的问题，实际上蚂蚁逐渐接近全局最短路的，为什么呢？这源于蚂蚁会犯错误，也就是它会按照一定的概率不往信息素高的地方走而另辟蹊径，这可以理解为一种创新，这种创新如果能缩短路途，那么根据刚才叙述的原理，更多的蚂蚁会被吸引过来。依靠GIS组件进行公交换乘地理信息系统[23](GeograPhieInformationSystem，GIS)是用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。其基底数据模型表达主要有点、线、面三种。在城市公交网络模型中，自然需要通过GIS点模型来描述公交车站信息，用线模型来描述公交线路的路径信息。相比较而言，城市公交网络比道路网络更为复杂，除了节点与线的数据模型之外，还有许多其它的信息[10]。(1)公交站点：包括城市公交网络中所有的公交站点，可以通过点型来描述其空间位置，并将其站点名称等信息记录在性数据中。(2)公交线路：各公交线路具有惟一编号，并且可将公交线路名称、起点、终点、开班、收班时间等信息记录在属性数据中。(3)公交段：包括城市公交线路的路径信息。可通过线模型来描述其空间位置。(4)线路与站点关联：记录公交线路经过站点的信息，并且按顺序记录站点，以此记录线路与站点的关联信息。(5)站点与线路关联：记录站点所经过的公交线路信息，以此记录站点与线路的关联信息。虽然GIS组件功能很强大，但是该换乘研究方法的设备先进，同时成本很高，高费用使得它的应用受到限制。邻接矩阵法相对上述已有方法，用邻接矩阵[18]方法实现公交换乘能够弥补上述不足。威海市公交线路存在来返路线一致、来返路线不一致等情况。这个系统模块要实现以不依靠第三方组件、乘车路线较优为约束条件的公交换乘。通过对邻接矩阵实现公交换乘方法进行了改进，增加实现来返路线不一致、内外线、最少站点等功能。邻接矩阵是图论中的重要理论，邻接矩阵和有向图之间有着一一对应的关系，即从邻接矩阵可以画出唯一的有向图，反之，根据有向图可以写出唯一的邻接矩阵。具体的讲，对于有n个要素的系统(p1，p2，p3……pn)，定义邻接矩阵A如下:A=[aij](2-1)式中aij=当线段从pi向着pj时，aij值为1，否则为0。利用图论方法研究问题日益广泛，首先将研究的对象抽象成一个图。图的顶点表示事物，图的边表示事物之间的联系，然后根据图的性质和有关的理论进行研究。城市公交线路系统换乘模型的建立：假定某城市共有n条公交线路，可以把n条公交线路抽象为n个顶点，任意两条公交线路之间的联系决两者之间有无交点(共同的停靠站点)，相应地该两条线路之间的矩阵元素值为1或者0，这样就把城市交线路系统可以抽象为n*n邻接矩阵。可以借用邻接矩阵的特性和算法，来解决公交线路换乘问题。我们假定某城市有1路、2路、3路、4路这四条公交线路；组成的邻接矩阵为：(2-2)矩阵(2—2)表明，1路与2路有共同的停靠站点，1路和2路的各站点间最多经过1次换乘就可到达，1路路、4路没有共同的停靠站点，经过1次换乘无法到达。其他依次类推。邻接矩阵表示了城市公交线路系统条公交线路之间的直接关系，也可称为直接关系矩阵，其特点是对角线上的值为1。通过对直接关系矩阵计算，可以得到有关系统更多的信息。按布尔法则进行乘法和加法运算，即0+0=0，1+0=1，1+1=1，0*0=0，1*0=0，1*1=1，可以得到:(2-3)式中带“*”号的元素，表明换乘2次可以实现的公交线路的连通情况。同理可得:(2-4)式中带“*”号的元素，表明换乘3次可以实现的公交线路的连通情况。(2-5)式(2-5)表明再计算下去，已没有意义，此矩阵称为可达矩阵，计算到此为止。矩阵中带“*”号的元素是直接关系矩阵中所没有的，它反映出了系统要素间的间接关系。一般的,我们可以得到可达矩阵R：(2-6)可达矩阵不仅反映了公交线路中直接换乘关系，而且反映了它们之间的多次换乘关系(间接关系)。本章小结本章主要介绍了公交换乘系统的基本理论，阐述了公交换乘的地位和作用，并分析了换乘实现的方法。经过对四个模型的对比分析，提出利用原理简单易懂并且适用于实际公交换乘网络的邻接矩阵模型进行公交换乘系统组织分析，为课题的研究提供理论依据。威海市公交换乘系统组织评价威海市城市道路网络分析威海市路网系统的特点威海市路网沿北部及东部海岸线呈带状分布，中部地区为山岭区，没有交通道路分布。该路网分布主要集中在沿海地带，尤其是与老城区毗连的高技术开发区、竹岛等位于城市中心部位的大区交通分布十分密集。威海市的商贸活动主要集中于老城区，而教育部门及哈工大、山大等高校主要位于高技术开发区，火车站及客运总站位于经济技术开发区的西南部，使得这些区域人口分布密集，而且这些大区的交通发生量也较大。而孙家疃、经济技术开发区的东部的交通量明显少于老城区及高技术开发区。从路网分布上可以看出路网在中心区过于集中，而周边区域则相对分布稀疏，而且从旅游区到经济技术开发区之间没有直接交通道路相连，使得两区之间的出行十分不方便，必须经过高区及老城区才能到达目的地。路网分块城市的公交换乘组织系统是一个由公交线路及公交换乘站组成的十分庞大的系统，所以在研究过程中，将把城市按照交通出行分成几个交通大区，再选取各个大区内的重要换乘站以及不同交通方式换乘的重要换乘站为主要对象。当实现了各个重要换乘站间的高效换乘后，该交通区内的其他站点换乘将会容易实现。在公交换乘组织研究的具体过程中，根据出行情况及各个区域在城市发展中的地位，将威海市的交通大区分成为以下几部分：旅游度假区高技术产业开发区老城区竹岛经济技术开发区孙家疃具体分布情况如下图：图3—1威海市交通区分布图在对公交换乘研究时，将根据各个大区的交通出行情况，选取一些重要站点，通过实现各个重要站点间的有效联结来实现各个交通大区间的联结，使城市的交通出行形成一个完整的体系。各交通大区选取的重要站点为：①旅游度假区——莱海②高技术产业开发区——威韩商城③老城区——华联商厦，海港客运站④竹岛——特乙甲家居广场⑤经济技术开发区——火汽车站⑥孙家疃——实验中学城市公交系统现状现有公交线路状况威海市现有公交线路分布为：常规公交线路为1路—56路，小公共汽车为81路—100路，城郊公交线路为101路—121路。线路的站点分布情况如下[22]：1路市区线路工友集团5：48—20:10实验中学6：10—20：10，间隔时间6分钟1元威海公共交通总公司实验中学—海港客运站(大地保险)—华联商厦—区政府(振华商厦)—中国人民保险公司(正大机电公司)—海运学院—兰花办公用品(雅苑大酒店)—特乙甲家居广场(拜占庭装饰总部)—骨科医院(中国联通)—中医院—银座家居(广东双兴装饰威海总部)—海警支队—中国铁通—会展中心—太平保险有限公司—轮胎厂—金谷房地产—金鹰纽扣拉链厂—好家园装饰城(托罗西服)—华宝地毯厂(世纪大厦)—华夏集团—火汽车站(豪业圣迪广场)—经区仁济大药店(蒿泊东来顺大酒店)—长城大修厂—泰浩建设集团(泰浩大厦)—鑫通汽修汽贸(明通衡器公司)—公交一公司—泰威彩印(荣源钢材)—博通热电—蓝山小镇(宋家洼)—海翔保健品公司—工友集团(共32站)2路市区线路家家悦金猴购物广场6：20—21：10；莱海5：50—20：10，间隔时间12分钟1元威海公共交通总公司家家悦金猴购物广场—华联商厦—百货大楼(同仁堂美人馆)—市立医院(东龙房产)—金猴集团—山花大厦—西门曙光男科医院(公交装饰材料市场)—三联家电商场—汽运二公司(金蚂蚁集团峰景俊园)—敬兰酒店(大全陶瓷商场)—黄家沟(翠竹园生活小区)—王家庄—光威东站—旭斌房地产—环球渔具—华田小区(正大建材市场)—银球渔具—光威南站(利达行钢构公司)—二职中—柳沟—荣昌房地产(普阳综合门诊部)—富甲花园—莱海(共23站)3路市区线路华联商厦—靖子1元威海公共交通总公司华联商厦—市立第二医院(大明眼镜公司)—金蚂蚁五交化公司(康耐尔瘦身美容馆)—眼耳鼻喉专科医院—威建文化名居(小商品市场)—会计学校(福彩中心)—兆龙酒店—新建开发公司—钦村(金谷文鑫嘉园)—通咽门诊—福长玻璃钢—鑫海假日酒店—远遥(丰盛园海鲜酒楼)—环翠技校—毅翰电脑学校—四氟制品厂—里遥—靖子(共18站)……56路市区线路家家悦金猴购物广场—柳林村1元威海公共交通总公司家家悦金猴购物广场—华联商厦—区政府(振华商厦)—中国人民保险公司—海运学院—兰花办公用品(雅苑大酒店)—特乙甲家居广场(拜占庭装饰总部)—骨科医院(中国联通)—中医院—银座家居(广东双兴装饰威海总部)—海警支队—中国铁通—会展中心—太平保险有限公司—轮胎厂—金谷房地产—金鹰纽扣拉链厂—好家园装饰城(托罗西服)—华宝地毯厂(世纪大厦)—华夏集团—火汽车站(豪业圣迪广场)—经区仁济大药店(蒿泊东来顺大酒店)—长城大修厂—泰浩建设集团(泰浩大厦)—鑫通汽修汽贸(明通衡器公司)—鑫通汽修城—量具厂(华东数控)—柳林工业园—运管处—兴邦化工—柳林(果品冷库)(共31站)81路小公共汽车朝阳小区—鑫通汽车城1.5元威海公共交通总公司朝阳小区—眼耳鼻喉专科医院—金蚂蚁五交化公司(康耐尔瘦身美容馆)—市政府(威海移动通信公司)—市立第二医院(新华保险)—华联商厦—区政府(振华商厦)—中国人民保险公司(正大机电公司)—海运学院—兰花办公用品(雅苑大酒店)—特乙甲家居广场(拜占庭装饰总部)—骨科医院(中国联通)—中医院—银座家居(广东双兴装饰威海总部)—海警支队—中国铁通—会展中心—太平保险有限公司—轮胎厂—金谷房地产—金鹰纽扣拉链厂—好家园装饰城(托罗西服)—华宝地毯厂(世纪大厦)—华夏集团—火汽车站(豪业圣迪广场)—经区仁济大药店(蒿泊东来顺大酒店)—长城大修厂—泰浩建设集团(泰浩大厦)—鑫通汽修汽贸(明通衡器公司)(共29站)……101路有人售票小商品市场—刘家台威海城郊公交公司威建文化名居(小商品市场)—会计学校(福彩中心)—丰盛园酒楼(新傲文苑学校总部)—凯迪帕沃华通—三联家电(兰花文体超市)—西门曙光男科医院(公交装饰材料市场)—农贸市场—迪尚国际(三剑服装材料设备有限公司)—中国人民保险公司(正大机电公司)—海运学院—兰花办公用品(雅苑大酒店)—特乙甲家居广场(拜占庭装饰总部)—骨科医院(中国联通)—银座家居(广东双兴装饰威海总部)—海警支队—中国铁通—会展中心—太平保险有限公司—轮胎厂—金谷房地产—好家园装饰城(托罗西服)—华宝地毯厂(世纪大厦)—华夏集团—火汽车站(豪业圣迪广场)—经区仁济大药店(蒿泊东来顺大酒店)—长城大修厂—泰浩建设集团(泰浩大厦)—鑫通汽修汽贸(明通衡器公司)—公交一公司—泰威彩印(荣源钢材)—博通热电—蓝山小镇(宋家洼)—海翔保健品公司—工友集团—温泉医院—鑫泉小区—虎山—栾家店—雅家庄—山花集团—河西—嘉禾苑小区—温泉汤—盛美乳业—刘家台(共45站)121路有人售票小商品市场→后亭子威海城郊公交公司威建文化名居(小商品市场)—会计学校(福彩中心)—丰盛园酒楼(新傲文苑学校总部)—凯迪帕沃华通—三联家电(兰花文体超市)—西门曙光男科医院(公交装饰材料市场)—农贸市场—迪尚国际(三剑服装材料设备有限公司)—中国人民保险公司(正大机电公司)—海运学院—兰花办公用品(雅苑大酒店)—特乙甲家居广场(拜占庭装饰总部)—骨科医院(中国联通)—银座家居(广东双兴装饰威海总部)—海警支队—中国铁通—会展中心—太平保险有限公司—轮胎厂—金谷房地产—好家园装饰城(托罗西服)—华宝地毯厂(世纪大厦)—华夏集团—火汽车站(豪业圣迪广场)—经区仁济大药店(蒿泊东来顺大酒店)—长城大修厂—泰浩建设集团(泰浩大厦)—鑫通汽修汽贸(明通衡器公司)—公交一公司—泰威彩印(荣源钢材)—博通热电—蓝山小镇(宋家洼)—海翔保健品公司—工友集团—温泉医院—鑫泉小区—虎山—栾家店—雅家庄—山花集团—河西—嘉禾苑小区—温泉汤—盛美乳业—后亭子(共45站)……现有公交线路地理分布图将现有公交线路按照通过重要换乘站点情况进行分类分布，运用Mapinfo软件进行绘图来表示。MapInfo是美国MapInfo公司的桌面地理信息系统软件，是一种数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的操作、集成多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、可以为各行各业所用的大众化小型软件系统。MapInfo含义是“Mapping+Information(地图+信息)”即：地图对象+属性数据。以高技术产业开发区的换乘站“威韩商城”以及老城区的“海港客运站”为例进行公交线路的电子地图描述。威韩商城经过“威韩商城”的公交线路有：7路，12路，29路，34路，48路以及85路。其中7路，12路，29路，34路，48路为常规公交线路，85路为小公共汽车线路。用Mapinfo绘制各条线路如下：7路车线路显示如图3-2所示。图3-27路公交车线路示意图12路车的线路如图3-3所示。图3-312路公交车线路示意图29路线路如图3-4所示。图3-429路公交车线路示意图34路公交线路如图3-5所示。图3-534路公交车线路示意图48路线路如图3-6所示。图3-648路公交车线路示意图将以上线路在同一张地图上表示，如图3-7所示。图3-7经过“威海商城”的公交车线路示意图从图上可以看出以上线路均通过“威韩商城”，线路覆盖了旅游度假区，高技术产业开发区，老城区，竹岛以及经济技术开发区。海港客运站经过“海港客运站”的公交线路有：1路，7路，9路，13路，16路北线，16路南线，26路，85路。其中1路，7路，9路，13路，16路北线，16路南线，26路为常规公交线路，85路为小公共汽车线路。用Mapinfo绘制各条线路如下：1路公交线路如图3-8所示。图3-81路公交车线路示意图7路公交线路如图3-9所示。图3-97路公交车线路示意图9路公交线路如图3-10所示。图3-109路公交车线路示意图13路公交线路如图3-11所示。图3-1113路公交车线路示意图16路公交线路如图3-12所示。图3-1216路公交车线路示意图26路公交线路如图3-13所示。图3-1326路公交车线路示意图在同一张图上表示上述线路，如图3-14所示。图3-14经过“海港客运站”的公交车线路示意图从图上可以看出以上线路均通过“海港客运站”，线路覆盖了旅游度假区，高技术产业开发区，老城区，竹岛，经济技术开发区以及孙家疃。对于“威韩商城”和“海港客运站”这两个换乘站间，除了7路公交车(85路小公共)可以直接联通两个站点外，其余线路均需要换乘才能实现联通。对于各个需要换乘的线路，如何选择合适的换乘方案，我将列写邻接矩阵，用邻接矩阵进行推算，通过矩阵的直接结果来判断方案的最优。公交换乘邻接矩阵列写及推算对已经调查得出的公共交通线路网络基础数据进行整理。在考虑换乘次数因素时，考虑把公交线路作为邻接矩阵的顶点。线路有共同的换乘站点时，矩阵元素标记为1，否则为0。再根据布尔法则进行推算，求出各站线通达所需的换乘次数。其中，选取火汽车站、海港客运站、华联商厦、莱海、威韩商城、特乙甲家居广场、实验中学等重要出行站点作为研究的主要对象进行线路换乘研究。具体推导过程运用VisualFoxPro编程实现。VF是微软推出的数据库软件visualfoxpro的简称，VisualFoxPro中的Visual的意思是“可视化”，该技术使得在Windows环境下设计的应用程序达到即看即得的效果。VisualFoxPro面向对象的开发环境使得无论是组织信息、运行、查询、创建集成的关系型数据库系统，还是编写数据库管理应用程序，都变得十分轻松。具体程序如下：Fori=1tonForj=1tonA(i,j)=0Fork=1tonA(i,j)=a(i,j)+b(i,k)*c(k,j)EndforIfa(i,j)=0ElseA(i,j)=1EndifEndfor当Ar—1=Ar时，我们就得到可达矩阵，运算结束。比较两个矩阵相同，我们可以采用两个数组相应元素相减的差，是否为0进行判断，如果都为0，则两矩阵相等，最后的矩阵就是可达矩阵，否则，表明仍需进一步计算换乘次数加1的矩阵情况。用VF编程如下：same=.t.&&定义标识变量FORi=1tonForj=1tonIfB(i,j)—C(i,j)=0loopElse?"B、C两矩阵不同"same=.f.exitEndifEndforIfsame=.f.ExitEndifEndfor公交换乘系统线路邻接矩阵列写及推算举例以“换乘次数”为考虑因素，该过程选取“威韩商城”及“海港客运站”两个站点间的线路换乘为例进行邻接矩阵的列写及推算。其他线路换乘矩阵见附录。根据上一部所示的公交线路情况，按公交线路名称顺序列写初始邻接矩阵如下：(3-1)对其进行推导得出：(3-2)从初始数据及邻接矩阵和中可以看出：7路公交线路及85路公交线路可以直接联通“威韩商城”和“海港客运站”。12路与1、7、9、16、26路需要换乘一次，与13路需要换乘两次；29路与7路需要换乘一次，与1、9、13、16、26路需要换乘两次；34路与16路需要换乘一次，与1、9、13、26路最少需要换乘两次；48路与7路需要换乘1次，与1、9、13、16、26路最少需要换乘两次。公交换乘系统线路邻接矩阵列写对全市经过各重要换乘站点的常规公交线路列写邻接矩阵，如图3-15所示。首行元素表示线路名称；两条线路有相同换成站时矩阵元素为1，否则为0。图3-15全市常规公交线路初始邻接矩阵公交换乘系统时间邻接矩阵列写及推算由于时间因素中包含车辆行驶时间，换乘站等候时间，由出行点到换乘站步行时间等构成，可能会遇到路段上的延误及交叉口延误等，使得时间因素具有很大的偶然性，所以，这里不将时间因素作为换乘中的最主要的考虑因素，在此简单举例说明对于时间因素邻接矩阵的应用方法。例如：威韩商城——实验中学通过威韩商城的公交线路有：7路、12路、29路、34路、48路、85路通过实验中学的公交线路有：1路、4路、5路、13路、19路、23路、26路、32路、33路、84路假设乘7路公交车，在“华联商厦”换乘其他公交线路至实验中学，可以选择的方案有：1路、4路、10路、13路、23路、26路、32路、33路当等车时间3min时，设矩阵元素为1，否则为0。根据这个原则，对时间因素列写邻接矩阵为：(3-3)(3-4)其中各线路的发车间隔为：1路：发车间隔6min；4路：发车间隔20min；10路：发车间隔6min；13路：发车间隔9min；23路：发车间隔6min；26路：发车间隔30min；32路：发车间隔20min；33路：发车间隔17min。可以看出，1路、10路、13路、23路相对为较优的换乘选择。公交换乘系统评价评价是按照一定的评价准则与方法，对被评价对象从某一方面或各方面的综合状况做出优劣评定。在交通规划过程中，评价是非常重要的工作，起承上启下的作用。公交换乘系统评价指标体系建立公交换乘系统评价指标建立的原则(1)科学性原则建立的评价指标必须科学合理地反映城市公交换乘枢纽的技术性能、经济、技术和环境效益[23]。(2)可比性原则评价不是监测。监测只需要对某一个个体进行客观描述，不涉及价值体系，而评价必须以价值为依据考察不同个体之间、个体与标准之间的相对优劣，因此，必须在平等可比的价值体系下才能进行，否则无法判断不同城市公交换乘枢纽的相对优劣，同时，可比性必须有可测性，没有可测性的指标难以比较，所以评价指标要尽量建立在定量基础上。(3)综合性原则单指标只能从一个侧面反映系统的特性，而一个评价指标体系应该力求全面反映评价对象的特征性能，公交换乘枢纽的评价指标体系应可靠地反映公交换乘枢纽系统性能效益与影响，但是公交换乘系统是一个复杂的大系统，做到这一点非常困难。(4)可靠性原则评价指标必须定义明确，目标明确，简单实用。(5)协调性原则综合评价的指标比较多，所有指标应该是彼此相容的，而不是相互矛盾、相互对立的。公交换乘系统具体评价指标在威海市的公交换乘系统中，公交线路多达百条，换乘站点又极多，居民难以掌握这个复杂庞大的系统。而构建一个合理、快捷的公交换乘系统则可以很好的组织居民的出行活动。在换乘过程中，首先要了解乘客出行时所考虑的因素，通过对乘客出行心理、行为的研究来确定模型的优化目标和约束条件。按照传统的想法，乘客总是选择从起始点到终点的最短路径。但在大部分的城市公交网络模型中。最短距离并不是决定公交线路选择的唯一因素，其它因素也是十分重要的影响因素。根据科学、可比性、综合性、可靠性和可调性原则，综合威海市的公交换乘网络，建立以下几个评价指标：①换乘次数：指乘客在完成一次出行过程中所换公交车的次数。②出行距离：包括车上距离和车外距离，车外距离指的是乘客为了乘车而步行的距离。③出行耗时：指乘客在一次出行过程中所需的时间，它也包括车上和车外部分，车外耗时除了在车外距离部分所耗的时间外还包括在车站等车的时间。④出行费用：指的是乘客在完成一次出行过程中所花的车费。针对实际的公交换乘要求，结合威海市公交线路的实际情况，本文运用邻接矩阵法实现公交换乘数据模型，对其结果进行系统合理的评价。在评价过程中将选取两个重要换乘站的出行方案进行详细评价来阐述这个换乘评价系统。公交换乘系统评价公交换乘系统评价举例针对实际的公交换乘系统，以“威韩商城—海港客运站”为例，按照各个评价指标进行评价。(1)换乘次数由换乘矩阵结果可以看出：7路及85路公交车不需要换乘即可实现两个换乘站点的联通；12路与1、7、9、16、26路需要换乘一次，与13路需要换乘两次；29路与7路需要换乘一次，与1、9、13、16、26路需要换乘两次；34路与7、16路需要换乘一次，与1、9、13、26路需要换乘两次；48路与7路需要换乘一次，与1、9、13、16、26路需要换乘两次。可以看出，根据这个评价指标7路与85路是最佳方案。(2)出行耗时由时间邻接矩阵结果可以看出：其中7路及85路耗时最短；其次为12路换乘7路，换乘16、26路，12路换乘1路、9路、13路；其他换乘方案均比选择7路、85路出行耗时长。其中7路与85路出行耗时几本相当。所以，从“出行耗时”指标考虑，7路85路为最佳方案。(3)出行费用出行费用与线路本身的费用及换乘次数有直接关系。其中1路、7路、9路、13路、16路、26路的票价为1元，85路的票价为1.5元。所以，当与常规线路换乘一次时票价为2元，换乘两次时票价为3元，与85路公交换乘一次时为2.5元……由此可以看出，7路为单次出行费用最低的选择方案。(4)出行距离由Mapinfo所绘制的线路示意图上可以测量出各条线路的长度，由测量结果分析得出从“威韩商城—海港客运站”，距离最短的出行方案是7路及85路公交线路的行驶距离。所以，根据出行距离这个评价指标评价得出，7路及85路为最佳选择方案。综合以上四个评价指标可以得出，从“威韩商城—海港客运站”，7路为最佳的出行方案。威海市公交换乘系统整体评价威海市现有公交线路状况为：1路—56路为常规公交线路，80路—100路为市内小公共汽车，101路—121路为城郊线路。威海市路网沿北部及东部海岸线呈带状分布，中部地区为山岭区，没有交通道路分布。该路网分布主要集中在沿海地带，尤其是与老城区毗连的高技术开发区、竹岛等位于城市中心部位的大区交通分布十分密集。威海市的商贸活动主要集中于老城区，而教育部门及哈工大、山大等高校主要位于高技术开发区，火车站及客运总站位于经济技术开发区的西南部，使得这些区域人口分布密集，而且这些大区的交通发生量也较大。而孙家疃，经济技术开发区的东部的交通量明显少于老城区及高技术开发区。从路网分布上可以看出路网在中心区过于集中，而周边区域则相对分布稀疏。从公交线路的覆盖面来看，基本上覆盖了整个威海市的交通出行区域。从线路分布图上来看，南北向(从老城区—经济技术开发区)的公交线路相对较多，东西向(从旅游度假区—孙家疃)的公交线