数学建模公交线路规划问题.pdf

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1、摘要为配合我校和成都市公交规划部门，开设往返新老校区的快速公交线路。以高效便捷地保障广大师生往返两校的交通需求。本文解决了该公交线路的路线走向、站点设置、运行时长，发车间隔等设计问题，分析了拟定的方案对学校的校车运行方案的影响，并作为向公交公司提供的策划论证的技术材料。本设计运用Dijskra算法，寻找到最快捷的路线走向。引入站点选择向量，发车间隔两个变量，结合客流量OD矩阵和站点距离矩阵，从出行时间成本和线路运营成本两个方面建立目标函数，运用遗传算法，求解使目标函数最小的站点选择向量和发车间隔。设计方案为：路线走向，沙河校区，一环路、蜀汉路、蜀西路、土龙路、金辉路、西

2、源大道至清水河校区。设置站点：电子科技大学沙河校区、苏宁电器建设路店、萤门口立交桥、蜀西路、土龙路、金辉路、电子科大清水河校区。运行时间：7:30首发车，21：30末班车，共14小时。发车间隔：11.43分钟。一、问题重述我校新老校区相距较远，由于两校间城市交通尚未完善，致使广大师生出行不便。为保证为保障教师教学科研工作的正常开展以及尽量满足学生往返两校的需要，学校购置了30多辆校车在两校区间日常运行。在此基础之上，学校租用社会车辆以供不时之需，但效果不佳，广大师生依旧深感不便。为解决在城市交通尚不完善的前提之下，便捷、高效地为广大师生提供往返两校的区的交通服务，在成都

3、市公交规划部门的支持下，计划在新老校区之间开设一条快速公交（BusRapidTransit——BRT）线路。学校需对该线路的设计进行科学规划。需解决以下问题：1．针对我校教职员工的居住分布、教师上班及同学出行的规律、现有交通等情况，根据师生出行快速方便、保障公交公司的利益等原则，设计出该公交线路的路线走向、站点设置、运行时长，发车间隔等。2．分析拟定的方案对学校的校车运行方案的影响。3．说明设计方案的科学合理性，并需为公交公司提交一份不超过2页的策划论证。二、问题分析本快速公交系统（BusRapidTransit——BRT），是在成都市公交规划部门的支持下，计划在新老校

4、区之间开设的快速公交线路。为合理拟定方案，首先查找资料了解快速公交系统（BusRapidTransit——BRT）的特点，之后，通过调研，掌握我校师生居住分布特点和出行规律。现得出以下结论：[1]1．快速公交系统（BusRapidTransit——BRT）的特点：快速公交是利用改良型公交车辆，运营在公共交通专用道路空间上，保持轨道交通特性并具备普通公交灵活性的一种便利、快速的公共交通方式。整合了车辆、车站、线路、车道和公交智能系统等多个因素，形成具有强烈形象感和独特性的综合系统。2．我校教职员工、学生的居住分布特点：我校教职员工居住较为集中，多聚居于沙河校区的东院及附近

5、的八里小区。对于学生而言，居住更为集中，绝大多数居住在清水河校区、沙河校区。3．我校教职员工、学生的出行特点：上班、上课我校师生往返两校区的首要需求，结合我校教职员工、学生的居住分布特点，因此我校教职员工、学生的出行特点十分明显，表现为时间空间上的集中，具体特征如下：（1）时间特点：上下课、上下班时间段（沙河校区—清水河校区：7:20、9:10、13:20、15:10、18:20；清水河校区—沙河校区：10:30、12:20、16:30、18:20、22：20）出行人数骤增，其他时间段出行人数较少，甚至没有。（2）路线特点：起点、终点绝大多数为清水河校区、沙河校区两站。

6、本着“保障教学科研工作开展，满足师生往返两校”的原则，利用快速公交系统（BusRapidTransit——BRT）的便利因素、技术特点，结合我校师生出行特点，统筹便利性、社会效益、经济效益，兼顾公交公司利益，进行方案制定。2.1线路选择本线路以服务科大师生往返新老校区为初衷，所以在选择线路时，要使往返新老校区的时间最短。由于交管部门数据不足，本文忽略由路况产生的拥塞、限速等情况，即认为路径最短时间最短。2.2站点设置对于选择好的公交线路，在普通时段，与普通公交相同，按既定站点运行。在我校师生集中出行时段，采用线路组合，即线路组合这种调度方式。首先我们对线路调度进行说明。

7、2.2.1线路组合此调度方式从普通线路按既定站点运行，站站停靠的方式派生出来。线路组合分标准线路、大[1]站快线、直达线路，并根据客流情况选择不同的方式（标准线路、大站快线、直达线路）。它适用于客流量大且集中，同时适用于开发分散的市郊区域。其次对标准线路、大站快线、直达线路三种调度方式进行说明。（1）标准线路：与普通公交线路相同，每站都停。图2-1（2）大站快线：除在新老校区之间停靠，客流量比较大的站点也要停靠。图2-2（3）直达线路：仅在起点终点（新老校区）停靠。图2-3适应三种调度方式的车型不同，费用、运行参数不同，因而经济成本时间成