基于出行需求的公交网络设计

基于出行需求的公交网络设计

随着城市规模的不断扩大和人口的增长,大力发展公共交通已成为保障城市居民出行的必然方式。当前较大的城市都已经修建了地铁,中小城市的公共交通主要还是以常规公交为主。

常规公交出行在我国的很多城市中仍然占据着主导作用。在已有轨道交通的城市中,常规公交也承担了不小的出行交通量。

公交网络设计应以客流分布为依据,优选城市公共交通全部路线的起讫点、路径及各路线之间相互衔接的最佳布设方案。城市公交网络设计的主要任务在现有的城市路网和公交运力的基础上,通过公交线网结构和发车频率的设计,来减少乘客的换乘次数,降低候车时间,从而提高公共交通服务水平。

本文以乘客出行成本和常规公交运行成本为目标建立了公交线网的双目标规划模型,并用非劣排序遗传算法来求解,解决了以往通过权重化多目标规划为单目标规划过程中权重选取不当的问题;提出了基于出行需求分布的线网初始化方法,为启发式搜索算法提供了高质量的初始解,减少了搜索所花费的运算量和时间;构造了线路数目变换算子,将启发式算法的搜索范围从单一线路数目扩展至多线路数目情况。最后将本文的模型和算法应用到一个实例上,并将结果与最近的研究结果相比。

结果表明,本方法可以对线路结构进行优化,在满足出行需求的同时,降低了出行总时间和车队规模,提高公交资源的利用率,更利于公交线网规划。通过分析可知,所提出算法较传统单目标模型算法而言,可以提供近似帕累托解集,以供决策者选择最佳方案,更符合公交线网规划的实际情况。