1
基于网络拓扑结构的沈阳公交规划
摘要
随着沈阳市城市化和机动化进程加快以及城市轨道交通系统建设推进,综合公交线网形
态、网络层次性和功能结构均已发生巨大改变,本文根据居民出行特征及综合公交线网形态
和功能结构特征,注重了系统需求与线网的关联和反馈,研究建立相应的综合公交系统规划
方法体系。
首先,在使用 Python 爬虫获取交通路线基础上,基于微观仿真的公交时空评价方法研
宄和评价系统开发。以乘客为核心,针对微观仿真结果的特点,建立公交站点、公交线路和
公交线网三层评价指标,建立了综合公交网络结构模式、布局优化框架和线网分层布局模型。
在此基础上,立足于各式公交系统比较优势,并考虑不同出行目的和出行者时间价值差异性,
构建了综合公交系统分区公交换乘枢纽布局模型和线网布局优化双层规划模型。下层模型为
出行者平衡配流模型,上层模型为交通小区间各式公交系统连通性的规划模型,并通过引入
函数证明了综合公交客流分配满足平衡准则,利用改进的算法进行循环迭代寻优。同时研宄
如何利用 AHP、K-均值聚类分析和灰色关联度法进行综合评价;在理论研宂的基础上利用
GIS 技术开发公交评价系统,提高评价工作的有序性和髙效性。评价系统在沈阳市的公交现
状评价以及公交优化效果评价中得到了应用。并设置了调查问卷进行了实际调查,更加真实
地反映了实际情况。
其次,以城市公交站点为研究中心,首先对城市公交站点进行分析,然后基于分形理论
对站点需求特征进行了分析,结果表明统计间隔为 2min 时,站点需求具有明显的分形特征;
对公交站点类型进行分析,并根据客流量对首末站点、中途站点的数量确定和网络生成优化
中的处理方法进行了分析,在交通小区 OD 矩阵已知的基础上,基于双约束重力模型研究了
公交站点 OD 矩阵的预测方法。
然后,在分析城市公共交通线网规划的规划目标和约束条件以及 Dijkstra 算法基础上,
设计了基于站点容量限制的城市公交效率网络生成算法;并以 Barabasi 和 Albert 提出的经
典 BA 模型为基础,基于增长机制和偏好机制提出了复杂公交网络生成模型。
最后结合数学模型和经验设置站点的优势,提出二步骤法计算实际站间距。第一步根据
模型假设,建立了站间距最优模型,计算理想条件下的最优站间距;第二步通过分析站间距
影响因素,将其归为五个综合因素,即当量加速度、车辆区间平均速度、车辆站点停车时间、
乘客平均出行距离和乘客平均到站速度,从而建立站间距修正模型,通过对最优站间距的修
正,完成城市公交站点的设置,并给出管理部门提出了相关建议。
关键词:公交网络 AHP OD 矩阵 K-均值聚类
一、问题重述
B 题 沈阳市公交路线规划问题
2016 年,沈阳市户籍总人口和常住人口分别达到 734.4 万人和 829.2 万人,人口密度分
布很不均匀。地铁和公交作为人们出行的重要公共交通方式,其路线和站点设置的合理性,