改进蚁群算法与其在公交线网优化中的应用

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1、华东师范大学硕十学位论文改进蚁群算法及其在公交线网优化中的应用1．1引言第一章绪论改革开放以来，随着我国社会的快速发展，城镇化进程不断加快，城市经济社会文化活动空前繁荣，居民出行量成倍增加，随之而来是道路负荷只益加重、交通拥挤、事故频发、城市的环境污染加重，严重影响城市发展和人民群众生活水平的提高，给人们的生活和工作带了诸多不便，是我国城市面临的及其严重的“城市病"之一，已经成为制约社会、城市可持续发展的瓶颈。1．2优先发展城市公共交通的必要性造成上述城市道路不通畅、居民出行不便的主要原因有：1．近年来我国各城市家庭轿车等机动车数量急剧剧增，这是导致交

2、通堵塞、环境污染最主要的原因，而我国的道路建设也不容乐观，目前我国城市道路基础建设缓慢，新增道路量跟不上飞速增长的机动车增长量和交通需求量，虽然20世纪90年代人均道路面积由2．8m2上升到6．6m2，涨幅较快，但仍跟不上城市交通量年近20％的增长速度【ll。特别是我国一些城市经由老城区扩建，原有城市规划的道路宽度根本不能满足现有的机动车数量，直接导致了道路的拥挤不堪。2．由于我国现在城市经济水平比较低，交通工具种类繁多，居民根据自身的需求需用不同的交通工具出行，导致了不同性能和不同功能的交通流在同一道路路面上混合行驶，相互干扰，特别是机动车受到自行车

3、等非机动车的干扰，行驶速率非常缓慢，城市道路利用率降低，导致交通问题的进一步恶化。3．交通发展政策不合理、管理规划不到位、道路路面优先通行权设置不明确导致了交通结构设置不合理。根据2001年对我国十大城市居民出行调查资料分析【2J，国内交通结构极不合理，在全部出行方式中，自行车占50％．60％，步行占30％，其他非公交机动车10％左右，而公共交通方式仅占5％一10％。不同的出行方式对道路面积的需求是不一样的，公共交通出行方式道路利用率最高，人均出行面积仅为1mz，非公交机动车人均占路面积为lO．15m2，自行车人均出行为3-4m2。道路利用率最高的公交

4、系统没有得到充分发挥，而道路利用率较低的自行车却成为交通的主要方式，造成交通运输效率低下。华东师范人学硕．1：学位论文改进蚁群算法及其在公交线网优化中的应用解决交通问题，仅仅依靠大规模的道路交通工程只能治标不治本，在机动车数量的持续上涨以及可扩充道路特别是原有老城区道路扩建资源十分有限的现状下，改善城市交通的出路剁3】：在继续加强交通设施建设的同时，优先发展城市公共交通，引导居民出行首选公共交通方式，提高交通资源利用效率，提高公共交通分担率，以此作为交通政策的核心，并采取有力措施加以实施。城市公共交通主要包括常规地面公共交通，城市地铁、轻轨等轨道交通和

5、BRT(快速交通)。目前我国公共交通的主题依然是常规地面公共汽车交通(简称常规公交)，本文的研究也是基于常规公交的线网优化。1．3公交线网优化概述“公交优先"于二十世纪六十年代起源于巴黎，很快就被饱受交通拥挤之苦的欧美等发达国家所接受，并逐步发展完善，目前在我国的许多城市也达成共识，并取得逐步实施。在我国各省市大力发展城市公共交通的大背景下，交通状况得的极大改善，但是随着城市公交需求迅速增长，城市公共交通也遇到了一些瓶颈：1．城市公共交通的分担率一直处于较低水平。据调查，在我国660多个城市居民的出行结构中，为数众多的50万人口以下的中等城市和小城市，

6、居民公交出行的比重则普遍不足5％，50万人口以上大城市居民公交出行的比例大多数只在10％左右，只有少数城市在20％左右，像北京、上海、南京等几个中国最大的城市的平均公共交通分担率才为22％。建设部要求特大城市公共交通在城市总城中的比率达到30％以上，大中城市的公交分担率要在20％以上，由此可见目前我国城市公共交通的建设发展离建设部的要求还有很大的差距。分析原因除了跟政策、观念习惯和经济水平等有些影nlh彤,l-，最主要的还是公交本身存在的问题，如公交服务水平较低、线路设置不科学等。2．公交线路设置不科学。现有城市特别是中小型城市在设计公共交通布局时，调

7、研不够深入导致规划不到位，导致城市公共交通线路分布不平衡，部分居民区、商务区有多条班线经过，公共交通提供量远大于需求量，造成部分公交车装载率低，浪费资源，而一些小区、郊区的公交覆盖率低、班次少，还存在很多盲点，导致居民乘车不便，“乘车难”、“出行难”问题严重，居民只能选择家庭轿车、摩托车、自行车出行。同时由于城市的变迁发展，人口转移导致了交通流的转移，原有的公交规划已不适应的现在交通流向，原来的交通线网布局已不适应现在的居民出行需求，需进行线网布局优化改进。2华东师范大学硕十学位论文改进蚁群算法及je在公交线网优化中的心用3．公共交通服务水平差。从表1

8、．1我们可以看出各地区因经济水平和城市形态方面的原因，公共交通水平差异比较大，不过总体上服务水