城市公交线网优化的非线性模型_姚本伦

《交通标准化》２００６年第１０期
ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．１０，２００６
报告认为该段路堑处于古滑坡前缘，最大开挖坡高为１３ｍ左右。

根据勘探地质资料，路堑开挖后可能诱发古滑坡复活，故在滑体中部设１４根抗滑桩。

由于对该路段土性的误判，即将残坡积层下伏厚层河流阶地沉积物判为上部滑坡堆积物，滑动面为基岩面，人为增加了滑体厚度及滑坡规模。

当施工第一根抗滑桩挖到设计标高处时，设计人员到现场验槽，发现下部挖桩废渣为卵石土，主要成分为砂岩、花岗岩、
石英岩等，成分杂乱，砂质充填，不是残坡积成因堆积物；但二级坡开挖面仍为残坡积物，为谨慎起见，施工方暂停抗滑桩施工，局部开挖一级坡断面，开挖后发现下部卵石层为河流堆积物，卵石排列韵律明显，且无变形迹象。

根据揭露地层情况，滑坡残坡积堆积物厚度薄，上部山体基岩出露，后缘残留物较少，重新分析路堑开挖后稳定性，认为不可能复活，因而取消原抗滑桩措施及有关附属工程措施，只
进行一般边坡防护，为工程建设挽回直接经济损失２００多万元。

４结语
４．１公路工程设计是一系统性
工程，边坡工程是公路工程中重要的组成部分，同时受建设区域自然地质环境、路线设计、施工等多因素的影响，不确定因素较多，需认真分析研究。

４．２山区公路工程病害的发生，
主要受坡体地质条件（时代成因、物力力学性质等）控制，而人工切坡、降水等外在条件为诱发因
城市公交线网优化的
非线性模型
姚本伦１，张卫华２
（１．合肥城市规划设计研究院，安徽合肥２３０００１；２．合肥工业大学交通研究所，安徽合肥２３０００９）
摘要：通过对城市公交线网优化的整体研究，给出其优化的主要内容、优化原则以及线网优化的主要因素，提出公交线
网优化的约束条件和三大优化目标，并给出相应的数学表达式使约束条件和优化目标定量化，同时建立公交线网整体优化的模式，并对其进行讨论和评价，有助于提高城市公交线网的优化效率，同时可使约束条件和优化目标定量化。

关键词：公共交通；线网优化；整体模式；中图分类号：Ｕ２２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－４７８６（２００６）１０－００９４－０４
ＡＮｏｎ－ｌｉｎｅＯｐｔｉｍｕｍＭｏｄｅｌｏｆＵｒｂａｎＰｕｂｌｉｃＴｒａｆｆｉｃＮｅｔｗｏｒｋ
ＹＡＯＢｅｎ－ｌｕｎ１，ＺＨＡＮＧＷｅｉ－ｈｕａ２
（１．ＨｅｆｅｉＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇ＆ＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｒａｆｆｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃｌｉｎｅｎｅｔｗｏｒｋｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅ
ｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｆｏｒｄｉｓｔｉｎｃｔｏｐｔｉ－ｍｕｍｏｂｊｅｃｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｍａｎｄｒｅｓｔｒｉｃｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｖａｒｉｅｄｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｐｕｂｌｉｃｔｒａｆｆｉｃｌｉｎｅｎｅｔｗｏｒｋｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃａｎｂｅｂｕｉｌｔ．Ｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃｌｉｎｅｎｅｔｗｏｒｋ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｕｂｌｉｃｔｒａｆｆｉｃ；ｌｉｎｅｎｅｔｗｏｒｋｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｇｅｒｍｏｄｅｌ"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
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素，施工时要注意避开不利季节，合理安排工期。

４．３由于受对边坡地质条件掌
握程度及岩土理论发展水平的限制，为有效减少边坡失稳对工程建设的影响，提倡３ＳＤ设计理念，抓住勘察设计重点，做好工点设计。

在施工阶段做好动态设计服务工作是必要的。

４．４３ＳＤ设计理念是一更高层次
的工作指导方法，要具体贯彻落实在设计工作的各阶段中。

具体
涉及设计、施工、工程管理等各方面，而目前各方仍处于探索阶段，需进一步研究总结。

参考文献
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收稿日期：２００６－０３－２０
１前言
城市交通是城市的命脉，其作用是保障城市各
项基本功能的正常运转和社会经济的快速发展。

然而，我国道路建设长期落后于交通需求增长，出现诸如交通堵塞、车多路少、出行困难、交通事故频发等一系列交通问题和矛盾，特别是随着我国城市化水平的提高、人民生活的改善，我国城市道路交通将面临更加严峻的挑战，并且这种局面在相当长的时间内是难以改变的，目前最大限度地提高现有交通资源的利用效率是缓解我国交通供求矛盾的根本出路。

由于公共交通对交通资源的高效利用，使得通过大力发展公共交通、实行公交线网的优化成为缓解城市道路交通紧张状况的必然之路，另外，公交线网优化也是一项投资少、见效快、易于实施的有效措施，因此运用现代化的交通规划理论及计算机技术，在现有城市道路系统和公共交通运力的基础上，通过对城市公交线网进行合理布局，对现有公交运力进行优化组合，以及最大程度地发挥系统的最佳效益的研究，已成为国内外有关学者的重要研究课题。

迄今为止，公交线网优化的研究可分成两大类型：一类是单纯的理论研究，即试图以单纯的定量模型解决公交线网优化问题；另一类是以定性为主兼顾定量的研究，在线网优化过程中一部分由定量模型决定。

本文将在借鉴以上研究成果的基础上，兼顾乘客和公交企业二者利益的同时，运用系统科学的思想，提出一种新的线网优化模型。

２城市公交线网优化的主要内容、优化原则、优化目标及约束条件
城市公交线网优化的目的在于为城市居民提供
安全、高效、经济、方便和舒适的服务，提高公交运营效率，促进公共交通的发展，建立良好的城市交通环境，推动土地开发和城市发展。

城市公交线网的优化必须以公交乘客分量（矩阵）为依据，以方便城市居民出行为原则，同时还要考虑公交企业的利益以及公交线网布局对整个城市交通的影响。

２．１城市线网优化的主要内容
城市线网的优化主要包括以下内容：
ａ）交通需求分布预测：根据居民出行调查和城
市土地利用状况进行预测，获得交通需求分布量矩阵；
ｂ）线网优化布设：按
“逐条布线，优化成网”法，在单条路线优化的基础上，考虑线网的整体优化；
ｃ）线网客流预测：将前面预测的城市公共交通
需求分布量（矩阵）分配到拟采用的公交网线上，确定公共交通线网中每一条公共交通线路的断面客流量及站点上下客流量，并通过公交线网的客流分配，获得不同线网布局方案下的线路客流量和站点流量，且以此作为指导线网优化的重要依据。

２．２城市公交线网的优化原则
ａ）为给更多的顾客提供服务，线路的走向必须
与主要客流流向一致；
ｂ）尽可能地组织直达运输，使全服务区乘客总
换乘次数最少，直达性最好；
ｃ）尽可能按最短距离布设线路，使全服务区乘
客总出行时间最少；
ｄ）尽可能使规划区的线路分布均匀，减少工作
盲区，提高线网的服务面积率；
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ｅ）尽可能使线路上的客流分布均匀，以充分发
挥运载工具的运力。

２．３城市线网优化的影响因素
影响城市线网优化的因素主要有以下几个：
ａ）需求分布：由于乘客的数量、分布和出行路
径的选择是影响公交线网优化的首要因素，所以公交线网布局应该满足大多数交通需求的要求，具有服务范围广、非直线系数小、出行时间短、直达率高等特点，并在一定的服务水平要求下，客运需求量大的区域，要求布置的公交线网客运能力较大；
ｂ）道路条件：对公交线网而言，道路网是公共
交通网络的基础，但并非所有的道路都适合公交车辆行驶，所以要考虑道路几何线形、路面条件和容量限制等因素；
ｃ）场站条件：由于公交车的起、终点站选址也
是公交线网规划的约束条件，所以在公交线网规划中，应根据路线配置的车辆、最优站距和车站长度等确定起（终）点站及规模；
ｄ）基础设施：各个城市的地理形态千变万化，
都是通过道路网络等基础设施才反映到公交选线上，不同的运输方式对基础设施的分布和走向的贴近程度是不同的，所以公交线路的组合具有灵活性和不确定性；
ｅ）车辆条件：由于车辆条件包括车辆物理特
性、操作性能、载客指标和车辆数等对线网规划的影响，所以在线网优化中路线总数可由车辆总数、车辆的载客能力和路线的配车数决定；
ｆ）效率因素：效率因素指公共交通线网单位投
入（如每公里，每班次等）所获得的服务效益，它不仅反映路线的运营状况，还反映路线经过区域的客运需求量和路线的服务吸引力，因而在线网优化中应该特别考虑线网效益因素。

２．４城市公交线网优化的约束条件
２．４．１线路长度的限制
线路的最佳长度与平均运距有关。

平均运距指平均每一乘客出行的乘车距离。

为了减少平均换乘次数，线路平均长度应大于平均运距。

线路过短，则效益不佳，换乘次数增加；线路过长，则车辆班次安排和调度有困难，工作人员容易疲劳。

一般情况下：
ｌｍｉｎ≤ｌＩ≤ｌｍａｘ
其中Ｉ∈Ｒ，ｌｍｉｎ、ｌｍａｘ分别为线路长度的上、下
极限值（单位为ｋｍ），且按运行要求，ｌｍｉｎ约为５ｋｍ，
ｌｍａｘ约为１５ｋｍ。

２．４．２
线路非直线系数的限制
线路拐弯过多，行驶不便，也易引起道路阻
塞。

一般情况下：
ｌｄ
≤１．４式中：ｌ———线路的长度，单位为ｋｍ；
ｄ———线路起、终点站间的空间直线距离，单位为ｋｍ。

２．４．３线路的路段（客流量）不均匀系数的限制路段不均匀系数是指统计时间内营运线路某段
客流量与平均路段客流量的比值。

路段不均匀系数大于１的路段称为客流高峰路段，必要时考虑在规定时间内开辟区间车。

一般情况下：
ＯＩｑＩ
≤１．５
式中：ＯＩ———线路中最大断面客流量；
ｑＩ———
平均断面客流量。

２．４．４乘客平均转换次数的限制
居民出行途中常要从一条公交线路换乘到另一
条线路，有的还要多次换乘。

平均转换次数指全部乘客的换乘次数总和除以全部乘客人数的商。

一般情况下，城市居民单程出行换乘次数不超两次。

２．４．５线路重迭系数的限制
重迭系数指同一道路路段上通行的公交线路
数。

线路多了，车站设置有困难，如果多条线路的车站设在一起，各线路的车辆同时停靠容易造成该路段的交通紊乱。

一般情况下：ｅ≤３，其中ｅ为重迭系数。

３城市公交线网优化的非线性模型３．１
城市公交线网优化目标的函数表达式３．１．１
乘客总出行时间最小的函数表达式
ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５
（１）
式中：ｔ———乘客总出行时间；
Ｔ１———
每位乘客从出行点到相应车站的步行时间，且Ｔ１＝Ｌ０／Ｖ，其中Ｌ０为乘客从出行点到相应车站的最短距离，Ｖ为乘客步行的平均速度；
Ｔ２———
从出行点到相应车站后的候车时间，且Ｔ２＝（１２
＋ρ）δ，其中δ
为平均发车间隔时间，ρ
为平均留站率（ρ，δ
可取经验常数）；９６
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候选线路生成模型
约束条件参数
出行ＯＤ矩阵
初始线路生成模型
优化线网
多目标函数
路
网
图１优化流程图
Ｔ３———
中转换乘时间，且Ｔ３＝（１２＋ρ）＋Ｔ０，其中Ｔ０为从下车站到上车站的中转时间；
Ｔ４———
车辆行使时间，且Ｔ４＝ＬｉｊＶＬ
，其中ＶＬ为车辆平均旅行速度，Ｌｉｊ为第ｉ区心形节点到第ｊ区心形节点公交线路的长度；
Ｔ５———
下车后乘客步行到达目的地的时间，且Ｔ５＝ＬｄμＶ，其中Ｌｄ为乘客从车站下车后步行到目的
地的最短距离。

３．１．２公交企业经济效益（每日产出的总人公里和
每日投入的总车公里的比值）最佳的函数表达式
ｙ＝Ｌｓ－ｔ∈ＬＧ
#Ｌｓ－ｔ・ｑｓ－ｔ／Ｌｓ－ｔ∈ＬＧ
#Ｌｓ－ｔ・Ｋｓ－ｔ
（２）
式中：ｑｓ－ｔ———公交节点ｓ至节点ｔ的客流量；
Ｋｓ－ｔ———
公交节点ｓ至节点ｔ的车流量。

３．１．３线网效率（线网的系统效益除以线网的系统
费用）最大的函数表达式
γ＝ｉ，ｊ∈Ｒ
#ｑＩｉｊ・δＩ
ｉｊ／Ｉ∈Ｒ
#ｌＩ
（３）
式中：γ———最大线网效率；
ｑＩｉｊ
———
线路Ｉ从站点ｉ至站点ｊ的客流量；δＩ
ｉｊ———
经过节点ｉ至节点ｊ的客运需求量在路线Ｉ上的分配比例；
ｌＩ———
线路Ｉ的长度。

３．２城市公交线网优化数学模型
将上述三个目标函数及其相应的约束条件进
行归并，即可得公交线网优化的非线性数学模型：
ｍｉｎｔｍａｘｙｍａｘ$
&
%&
’
γ（４）
ｓ．ｔＬｓ－ｔ∈ＬＧＬｓ′－ｔ′
∈ＬＧＬｓ－ｔ∈$&
%&
’
Ｌ４
数学模型的求解及模型评价
公交线网优化调整的目标之一是考虑乘客的利益，方便乘客，快捷出行。

从这个角度来说，乘客总出行的时间函数ｔ越小、线网密度越大就越能满足乘客利益的要求；公交线网优化调整的另一目标就是考虑公交企业利益，使企业取得最佳的经济效益。

从这个角度来说，函数ｙ＝Ｌｓ－ｔ∈ＬＧ
#Ｌｓ－ｔ・ｑｓ－ｔ／
Ｌｓ－ｔ∈ＬＧ
#Ｌｓ－ｔ
・Ｋ
ｓ－ｔ
的值越大，企业的经济效益就越好，所
以要精确求解多目标规划问题极为困难，只能得到满意解。

其求解的基本思想是：优化线网是由满足基本约束条件的线路组成，因此应该先求出满足基本约束条件的所有线路，从中找出候选线路，然后逐步筛选，形成满足全部约束条件的初始线网，再以线网优化多目标函数为目标，在初始线网中选出最好的线路来形成优化线网，见图１。

５结语
５．１在公交线网整体优化中，由于考虑了乘客的
总出行时间和公交企业的经济效益，所以乘客和公交公司的利益在整体模式中得到了很好的体现。

同时由于考虑了线网的效率问题，不但提高了现有交通资源的利用效益而且缓解了交通出现的供求矛盾。

与常规的线网规划方法相比较，该模式方法简单、实用性强。

５．２本文给出了公交线网的整体优化模式，该模
式不但兼顾了乘客和公交企业的利益，而且也考虑了整个城市的交通系统，具有一定的代表性和使用价值。

但在实际生活中，由于公交系统的复杂性，有些方面还需要进一步研究和探讨。

５．３与常规的线网规划方法相比较，该模型一方
面节省了设计费用，提高了计算工作效率；另一方面由于将交通小区客流量分配到了相关节点和路段上而且还有较充分的约束条件设计，所以提高了算法的可靠性和计算精度，同时该方法相对简单，适用于国内外所有城市。

参考文献
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１物流信息资源整合的概念与本质
１．１
物流信息资源整合的概念物流信息资源整合是指对各种物流信息资源通过收集、筛选、分类、对比、判断、联想、推理、整理合成以价值增值为目的的有效信息的一种活动，这种活动会影响到有关的利益相关者
的行为。

１．２物流信息资源整合的本质根据上面对物流信息资源整
合概念的描述，物流信息资源整合的本质是以价值创造为核心的信息管理活动。

物流信息资源整合的目的是向相关的信息使用者提供增值性的有效信息。

１．３物流信息资源的界定本文讨论的物流信息资源主要是指软件中所有与物流活动有关的信息，包括运作资源的信息、客户资源的信息等等。

２物流信息资源整合的意义与目的
２．１
物流信息资源整合的意义２．１．１
有利于满足物流信息使用
者多元化的信息需求
物流信息资源整合模式
探讨
崔志军，王利军
（石家庄市运输管理处，河北石家庄０５００８１）
摘要：针对物流系统的信息资源，提出通过企业信息平台和公共信息平台的构建这两大模式来实现物流信息资源的有效整合，而在这两大模式的运作中，双方有效的衔接及信息的共享是决定运作是否成功的关键所在。

关键词：物流信息；资源整合；整合模式中图分类号：Ｆ４９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－４７８６（２００６）１０－００９８－０２
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＬｏｇｉｓｔｉｃｓＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＲｅｓｏｕｒｃｅｓＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＭｏｄｅ
ＣＵＩＺｈｉ－ｊｕｎ，ＷＡＮＧＬｉ－ｊｕｎ
（ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＯｆｆｉｃｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｔｈｅｌｏｇｉｓｔｉｃｓｓｙｓｔｅｍ，ｐｕｔｔｉｎｇｆｏｒｗａｒｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｔｈｒｏｕｇｈｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄｐｕｂｌｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｒｅａｌｉｚｅｌｏｇｉｓｔｉｃｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓｖａｌｉｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｋｅｙｏｆｓｕｃｃｅｓｓｉｓａｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｌｉｎｋｕｐａｎｄｉｎ－
ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｈａｒｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｍｏｄｅｌｓ．
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