单一公交线路的调度优化文献综述

 2022-08-03 10:08

单一公交线路的调度优化文献综述

城市公共交通系统是城市交通系统的重要组成部分,是城市的重要基础设施,城市公共交通是解决城市道路拥挤、乱占土地、减少空气污染见效最快,成本最低的方法,是衡量所在城市现代化、可持续性、宜居性的重要指标。随着我国经济建设的快速发展和城市化进程的加深,城市交通供需矛盾问题日益突出,交通堵塞、交通事故等问题变得越来越严重。而解决城市交通问题的主要方法是大力发展城市公共交通,城市公交调度问题是研究城市公共交通问题的核心。合理的调度形式有利于合理分配公交资源,满足不同出行距离乘客的需求,减少居民的出行成本,提高公共交通的运营效率,最大程度上平衡旅客和公交公司的利益。

以南京公交140路为例,在对其现有状况进行合理分析的前提下,运用一些基本理论依据和优化方案,对140公交进行优化调整,从线路布局,线路运营管理,站点布置等操作性较强的几个方面进行优化,进一步验证本文优化方案的可实行。

一、 国内外公交线路研究状况

1、国外研究概况

国外交通工作者长期以来对公交线路优化问题的关注度较高,发达国家对于公交线网调度优化的研究相对较早,研究理论也较为成熟,大量的研究成果得到运用,并取得了良好的效果。具有代表性的有Dubois团队,通过运用启发式搜索方法建立了发车频率模型;Furth和Wilson等人将等车时间和车辆运行时间之和建立单一线路发车频率模型;Wilson和Ceder等人在公交网络设计中率先运用三阶段法;在公交线路走向优化方面,Mahmaassani等在20世纪90年代率先运用了运筹学系统分析方法和启发式算法,Chakroborty等人将遗传算法和人工神经网络开始应用到线路优化上来。

在公交线网优化方面,国外对于公交线路的优化主要分为三个阶段:第一阶段在60年代初,由于受到科技水平和投资能力的限制,线路优化均采用专家定线的方式,也就是在线路布局的过程中,听从权威机构或专家的意见,在只定义了公交线网应遵循的原则基础上,确定线网的布局结构。此法很少使用量化的分析,多为公交线网布局特性的叙述。第二阶段是从60年代到80年代初,伴随着系统工程和运筹学的迅速发展,公交线网布局的确定多是运用系统工程和运筹学的有关原理和方法,在既定的目标函数下进行线网的布局优化。例如Lampkin团队将乘客的出行时间和舒适度作为公交线路服务指标,并建立网络设计模型;Hirsch团队将公交线网优化模型设计为一个固定需求模型,但这些需求模型注重于评价模型的建立,缺少较清晰的设计方法与步骤。与此同时,数字寻优法开始逐渐被运用,通过将公交线网布局结构抽象为简单的几何形状,通过分析出行供需关系,建立数学模型来确定最优的公交线路。这种方法一般适应于简单的路网。第三阶段为80年代至今,Sullivan等人运用GIS系统,在对生成等时线地图的可行性进行分析的基础上,提出了一种公交最佳路径选择的分析方法;Fermandez等采用了组合数学方法,模拟决策者的决策过程建立了大容量公交站点布局和设计专家系统。

近些年来公交线路优化理论得到进一步的发展。2001年Andre和Robin在确定公交车辆数量的前提下,在乘客对自身的出行次数和延误时间有不同期望时,分析了单条线路的发车时刻优化方法,同年Ceder团队在考虑了乘客的满意度和便捷性基础上,阐述了网络公交车同步性最大化的时刻表的制定问题,大大减少了居民的出行成本。该研究成果不久被应用到以色列公交调度系统中,取得了相当显著地效果。2002年Ali Haghani团队研究了多车场的车辆线路调度问题,并阐述了该模型相对应的启发式算法。

2、国内研究概况

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