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《城市公共交通系统中双目标换乘优化模型及实证研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、城市公共交通系统中双目标换乘优化模型及实证研究第27卷第1期2008年2月兰州交通大学journalofLanzhoujiaotongUniversityVol.27No.lFeb.2008文章编号：1001—4373(2008)01—0071—05城市公共交通系统屮双R标换乘优化模型及实证研究何瑞春，李引珍(兰州交通大学交通运输学院甘肃兰卅1730070)摘要:城市公交换乘是多目标约束路径问题，具有重要应用价值和实际意义.基于小生境复制技术的遗传算法利用染色体之间的相异性来保持种群的多样性，并保持针对多冃标的多个较优染色体，从而可得到问题的Par
2、eto解集•基于这一思想，建立了城市公交换乘的一种双目标优化模型，并用基于小生境复制技术的遗传算法求其Pareto解集.最后，给出了一个计算分析实例.关键词:城市公交;换乘;多目标优化;Pareto解集;遗传算法屮图分类号:U491.2文献标识码:A城市的交通问题是世界性的难题，越来越成为国家和公众密切关注的焦点•由于城市公共交通在城市交通体系中占有十分重要的地位，因此公共交通是解决城市交通问题的根本途径•但目前我国城市公共交通系统建设总量严重滞后，结构比例失调.世界大城市的公共交通系统承载的人口出行比重平均在50〜60之间,日本东京达80,而我国
3、的公交出行比例不足30,所以无论是政府还是市民，都对城市公共交通提出了更高的要求，不但要能乘得上车,还要乘得便捷，舒适，安全.21世纪后城市现代化交通发展的方向是应用智能交通系统(ITS)对交通进行诱导，控制和管理，因此，做好公交车的运营管理,改善换乘措施，吸引更多的市民向高容量的公交系统转移是解决城市交通问题的中心环节.对城市公共交通换乘问题，近年来国内外最新的研究主要集中在城市公共交通系统本身的优化L1］和侧重于城市公共交通系统屮多种交通方式的换乘上L引•文献3］对轨道运输系统在给定吋刻表的情况下，建立了最佳旅行路线的图论模型，并根据不同的目标
4、准则，给出了相应的算法.国内对换乘问题的研究主要把公共汽车，地铁和轻轨的交通和自行车交通结合起來•文献E4］针对北京居民采用自行车换乘公共交通岀行的行为，分析了造成这种岀行方式的主要原因和影响因素•文献［53建立模型对交通枢纽客流交通特性进行分析•文献1-63在对综合交通枢纽布局规划模型与方法的研究中，综合考虑城市对外交通网与城市道路网的衔接,通过”交通发生地一交通场站”和”交通场站一0的地”两阶段来模拟人qlX,t综合交通枢纽的使用.此外，文献［73X〜最短出行时间问题，换乘有罚问题建立了优化模型,并给出了多项式时间算法•文献［8］建立了换乘次数
5、受限的城市公交最佳乘车问题的0-1规划模型及超图模型，给岀了求解带约束超路径的遗传算法•文献［9,10］就城市轨道交通网络设计中的换乘问题进行了研究.实际上，交通换乘问题是多目标优化问题，需要同时满足两个或者多个目标要求才能达到高效换乘的目标，从而缓解交通拥堵，提高整个交通枢纽的运行效率.本文将建立城市公交网络多目标优化模型，在此基础上建立换乘次数最少和旅行时间最短的双目标优化模型，并用基于小生境复制技术的遗传算法进行求解.1多目标优化模型定义设N=(,E,W)为一个公交网络，■■｛123,…,｝为车站集合,Ei,ev,iHJ｝为路段集合e,为车站
6、i至间的路段,W—｛砌Ii,JWV｝为边权集合,其中僦表示车站至i车站间第走次车的走行时间，若i至间无此车次，则收稿日期:2007—11—19基金项口:教育部博士学科点专项科研基金(20050732002);兰州交通大学青蓝工程资助(Q1—05-06A);甘肃省高等学校科研项目计划资助(0504—07)作者简介:何瑞春(1970—)女,廿肃临洸人副教授，博士生.兰州交通大学第27卷对于本文研究的公交系统,假定：1)交通网络中任意两点间是连通的，即通过公共车从任意点出发可达网络屮任何点.2)无论乘何车次，只要走行路线相同，从i至J的走行时间是相同的.
7、定义决策变量fl,从i乘k次车至J下车；TO,其他则公交系统网络换乘多目标优化模型为Optimize-厂(z,jli,JGS,KGL)(l)f工工z—1s.t.{E£z一EEz,===0(2)1;【工工z—1上述模型中s为公交车站集合,L为公交线路集合，i.j为公交车停靠站•式(1)所描述的优化函数可以是单目标的，也可以是多目标的，在这里主要指最短总旅行时间(包括走行时间，等待时间,换乘时间)，最小旅行费用，最少换成次数等等•木文主要考虑建立以下最短总旅行时间和最少换成次数的双目标优化模型：工工工z(+)ik工工工ziJk⑶⑷fEEz一11s.t.
8、{ZSz—ES,=0(5)1【工工z—1式⑶是极小化旅行时间•其中，为走行时间；是等待及换乘时间.式(4)为最少换乘次数.
