中小城市公交线网规划方法研究文献综述
1研究背景
近些年来，随着我国经济飞快持续的增长，居民的消费水平也在逐步提高，人们的出行方式也越来越多样化，我国部分中小城市交通建设正处在飞速发展的阶段,尤其是人们的机动车拥有量不断增长和城市空间的不断拓展,中小城市的交通问题在交通拥堵和处置上的以及其他各种问题也日益显现出来。随着国内外学者对于城市交通问题研究愈发的深入，各界专家普遍认为缓和城市交通问题的根本途径在于：在继续努力建设城市交通各项设施的同时，还必须要努力提高公共交通的发展水平。以此作为城市交通发展政策的核心，构建以公共交通为主体的城市交通客运体系。积极发展地面快速公交系统，提高公交线网密度和站点覆盖率，统筹城乡公共交通一体化发展。开展对于中小城市公交线网规划的研究，对中小城市公交线网规划进行深入讨论。迄今为止，大力发展公共交通并进行合理的公交线网方面的规划是大家都认可的办法。
2 国内外研究与发展现状
2.1 国外研究与发展现状
国外对公交线网规划的研究起步较早，从三十年代起，国外各学者就开展了这方面的研究工作，他们不仅仅提出了很多经典的理论、观点与看法，也得到了很多具有实际性意义的研究成果。近些年，随着公共交通的建设进程加快，公共交通也逐渐成为学者研究的一项重点。国外关注搜索式算法并结合计算机的应用较多，国内则在“逐条布线，优化方法”方面研究较多，很多学者研究改进了蚁群算法和遗传算法使之更好地运用于国内城市，并提出了基于诸如模拟退火拉伸思想、灰色理论等新的优化思路。在国外，公交线网规划的算法主要有遗传算法、启发式算法等。Yang.Z.[1]等人以乘客直达量最大为目标建立OD矩阵并利用蚁群算法进行线路搜索。Schmocker等[2]首次提出了带容量约束的并且基于频率的动态公交分配模型。 Leiva等[4]以高需求公交网络为基础,建立公交通道有限一站式服务设计模型。 Cipriani等[5]描述公交网络设计问题的一种求解过程及其在大城市区域的应用,求解过程由一系列启发集组成,它包含基于流量密度的路径产生过程以及寻找一个与频率相关的公交线路优化集的平行遗传算法。 Szeto和 Wu[6]探讨香港城市居民区到城市中心的公交网络设计问题, 同时考虑路径设计与频率设置, 建立对应的混合整数非线性规划模型, 求解算法整合了路径设计的遗传算法和频率设置的邻域搜索算法, 还设计了一种路径搜索算法, 可搜索到所有可能的路径。
2.2 国内研究与发展现状
国内关于公共交通线网规划方法研究的起步虽然晚，但取得的成就也颇为丰富。一些具有条件的中小城市也着力于公共交通规划方面的工作。国内有关公交线网规划的研究幵始于 80 年代左右，随着国家对公共交通线网规划方面的重视，越来越多的学者开展了这方面的研究以至于让国家的道路交通系统更加的完善与成熟，众多学者在公交线网规划方面做了诸多探索，理论也日趋完善。王炜、陈学武、杨新苗[8]等提出“逐条布设、优化成网”方法，该方法是简单实用的公交线网布设方法，选取直达乘客量最大的为主要目标，通过分析备选线路的起、终点的位置以及客流分布来决定线路的最佳规划。但中小城市应用该方法时需要注意改进。邱昱博[3]结合TransCAD软件寻求公交线路的最优路线，突破了Dijkstra寻优方法的局限性。另外，在原有线网评价方法的基础上提出了基于线路长度的“端点延长法”线网再优化方法。最后以山东省五莲县县域规划区公交线网规划为例，介绍了所论述的公交线网规划过程，并得到了较好的公交线网优化结果。陈旭光等[10]以南川区作为研究对象，对中小城市公交线网提出了参考性的规划方法。钟贵园[12]以巴彦浩特为例，从中小城市的交通特性开始分析，从交通运输、道路走向几个方面论述了中小城市公交线网规划应注意的问题，即规划与中小城市本身相适应的公交线网。李曼等[14]提出了中小城市规划的基本模式：结合客流分布，以多中心发射式为主。高红梅等[16]则以土地利用和城市居民出行方便角度来考虑公交线网的规划。杨兴地[17]则以全网单位长度效益最大为目标以公交站点OD为依据，将全网优化分解为公交站点合并、公交起讫站点的选择与配对、候选公交线路集的生成、线路优选几个步骤，提高公交线网优化设计的精度，同时降低模型求解难度。代好[20]考虑了中小城市公交实际运营车辆数及研究时段平均期望载客率的限制，不过分强调公交行业的服务性，而是在遵循中小城市公交出行特征的前提下，以满足乘客和公交企业的共同利益最大化为目的，在用户与系统之间寻求一个平衡点。该发车间隔优化模型是一个复杂的非线性问题，利用遗传算法，可缩小搜索次数，求得全局最优解。近年来，随着公交的重要性得到重视，公交线网规划的研究势头迅速上升，不少学者与机构都在研究公交线网规划方面做了许多探索与贡献，所有这些公交线网规划方法都为我们继续进行公交线网优化方面的研究提供了宝贵的经验。
2.3 借鉴和启示
国外针对公交线网规划这方法一方面的研究较为全面。国内学者针对这一方面研究起步较晚，大多参考国外的研究理论与思路。国外先进的科技带来的一些算法给了我们很多启示。我们了解到如何科学的规划公交线网。我国的城镇建设发展迅速,这些年中小城市的交通体系建设也有了较大的发展，我们借鉴国内外丰富的规划实例的同时也应当考虑到中小城市的实际交通状况，结合国内外各学者的研究成果，对中小城市公交线网规划方法进行有效切实的探究。
3研究目的及意义
近年来，随着国民经济的迅速发展和居民出行要求的提高，交通发展迅速，机动车数量逐日递增，这使得在方便居民出行的同时也带来了许多交通方面的问题。为了避免和减缓城市交通的拥堵、事故等诸如此类的问题，大力发展公共交通成为实现城市客运交通可持续发展的有效手段。 首先解决公交线网的规划问题才能够大力发展公共交通，合理的公交线网不仅是提高公共交通运行效率的有效途径，也是缓解城市公交紧张局面和实现公共交通可持续发展的有效措施之一。 本课题以对中小城市公交线网规划的研究，探索中小城市与大城市公交线为规划方法和思路上的异同点，根据对中小城市的交通特征的总结和归纳，提出适合中小城市公交线网规划的模型和方法。
4 研究内容
公交规划理论研究方面和运营管理实践方面中，公交线网的规划一直是最关注的核心问题。线网规划完成后，应避免线路或站点调整的不合理，以免带来公交客流的流失，这样才能尽可能最大限度地考虑到原有乘坐公交居民的出行习惯。
在居民公交出行特性研究的基础上，应以“逐条布设、优化成网”为主要方法，研究公交线网组成的约束条件和目标，选取合理的目标函数，进而建立线网优化的模型。只有考虑到目前公交网络存在的缺陷，分析常规公交网络结构，才能提出基于优化模型的线网方案构建方法。
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