大城市常規(guī)公交動(dòng)態(tài)調(diào)度理論與方法研究

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1、分類號(hào):U491.110710-b2008152博士學(xué)位論文大城市常規(guī)公交動(dòng)態(tài)調(diào)度理論與方法研究楊富社導(dǎo)師姓名職稱陳寬民（教授）申請(qǐng)學(xué)位類別工學(xué)博士學(xué)科專業(yè)名稱交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理論文提交日期2015年5月19日論文答辯日期2015年6月19日學(xué)位授予單位長安大學(xué)ResearchonUrbanBusDynamicDispatchingTheoriesandMethodsADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：YangFusheSupervisor：Prof.ChenKuan-minCha

2、ng’anUniversity,Xi’an,China摘要近年來，隨著我國綜合國力的不斷提升，城市公共交通事業(yè)得以飛速發(fā)展，但與國外先進(jìn)國家和地區(qū)相比，尚存在較大差距，集中表現(xiàn)在信息化、智能化管理與應(yīng)用水平低下，因此改善城市公共交通環(huán)境、實(shí)現(xiàn)城市公共交通的動(dòng)態(tài)調(diào)度管理，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。城市公交動(dòng)態(tài)調(diào)度管理依托數(shù)字化信息采集、處理和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，綜合運(yùn)用GIS(地理信息系統(tǒng))、通信、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及計(jì)算機(jī)等技術(shù)，對(duì)城市公共交通系統(tǒng)的信息采集、存儲(chǔ)與發(fā)布、運(yùn)營調(diào)度及公交優(yōu)先等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理，實(shí)現(xiàn)客流變化和車輛運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測和公交資源的優(yōu)

3、化配置、合理調(diào)度。本文探討了城市公交動(dòng)態(tài)調(diào)度管理的結(jié)構(gòu)框架，并就支持系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)方法進(jìn)行了著重探討，旨在通過對(duì)動(dòng)態(tài)管理技術(shù)的研究、探索，為我國廣大城市提高公共交通管理水平，改善居民出行環(huán)境，以解決城市交通擁堵問題，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，提供一定的借鑒依據(jù)和參考。本文從城市公交客流的基本特征出發(fā)，以西安市的多條線路為分析對(duì)象，對(duì)大中城市公交客流的時(shí)間分布特征、空間分布特征和區(qū)域分布特征進(jìn)行了分類總結(jié)，對(duì)城市公交線路的增長特征進(jìn)行了闡述，為城市公交動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)建提供了基本理論依據(jù)。應(yīng)用公交IC卡數(shù)據(jù)對(duì)線路客流信息進(jìn)行了分析、推算，并引入改

4、進(jìn)的灰色馬爾可夫模型來預(yù)測線網(wǎng)客流信息，運(yùn)用最小二乘法和有限差分得到了模型中參數(shù)a、b的待定向量，同時(shí)引入邊值修正因子和馬爾可夫精確化來減弱輸入數(shù)據(jù)離散、波動(dòng)過度的不利影響，提高了線網(wǎng)客流的預(yù)測精度。同時(shí)，從提高公交服務(wù)水平的角度，提出了面向乘客的公交動(dòng)態(tài)信息的發(fā)布內(nèi)容、發(fā)布載體和信息傳遞途徑，分析了發(fā)布形式和信息更新方式?？紤]道路條件、交通負(fù)荷、車輛因素、駕駛員等多種影響因素，從路段正常行駛時(shí)間、停車時(shí)間和延誤時(shí)間三個(gè)角度入手，建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公交車輛行程時(shí)間預(yù)測模型。以西安市207路公交車為例，通過調(diào)用Matlab軟件中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱

5、，并運(yùn)用相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，并運(yùn)用檢測樣本對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，將行程時(shí)間的預(yù)測結(jié)果和實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果驗(yàn)證了模型的有效性和準(zhǔn)確性，i為面向乘客的公交動(dòng)態(tài)信息發(fā)布系統(tǒng)和公交運(yùn)營調(diào)度管理系統(tǒng)提供了支持技術(shù)和理論依據(jù)。在對(duì)公交調(diào)度系統(tǒng)模型和調(diào)度形式進(jìn)行分析介紹的基礎(chǔ)上，考慮公交線路站點(diǎn)乘客需求，以乘客候車時(shí)間延誤最小及車廂內(nèi)滿載率較均勻?yàn)閮?yōu)化目標(biāo)，建立了公交車發(fā)車時(shí)間表模型，并以車廂滿載率為控制參數(shù)，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化求解，確定高峰時(shí)刻的最優(yōu)發(fā)車時(shí)間，同時(shí)提出了車輛動(dòng)態(tài)調(diào)度的分析模型。以西安市13路公交車輛的采集數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行有效性檢驗(yàn)，分析

6、結(jié)果表明應(yīng)用該模型制定公交車輛發(fā)車時(shí)刻表，進(jìn)行車輛運(yùn)行調(diào)度，能夠?qū)崿F(xiàn)線路客流的均勻分布，有效降低乘客的候車時(shí)間成本，提高調(diào)度效率，并且在線路車輛不足的條件下，運(yùn)用車輛調(diào)度模型進(jìn)行車輛調(diào)度管理，可以快速恢復(fù)線路車輛的車頭間距，有一定實(shí)用價(jià)值。最后，針對(duì)公交動(dòng)態(tài)管理效益分析的實(shí)際需要，提出了直接效益和間接效益的分析指標(biāo)，具體討論了減少誤乘損失、票價(jià)降低、出行時(shí)間節(jié)約、公交分擔(dān)率提高、運(yùn)輸費(fèi)用成本節(jié)約及減少交通擁堵所產(chǎn)生的綜合效益，并以西安市為例，進(jìn)行了案例分析，計(jì)算結(jié)果表明實(shí)施數(shù)字化信息管理效益顯著，展示了良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：公共交通；客流信息；動(dòng)

7、態(tài)調(diào)度；行程時(shí)間；效益分析AbstractInrecentyears,withtherisingofChina'scomprehensivenationalstrength,urbanpublictransportrapiddevelopment.Comparingwithadvancedforeigncountriesandregions,therestillisalargegap.Theinformation,intelligentmanagementandapplicationlevelistheconcentratedexpression.

8、Improvingtheurbanpublictrafficenvironmentandrealizingthedynam