居民出行分布与公交网络结构耦合模型研究与应用

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1、博士学位论文居民出行分布与公交网络结构耦合模型研究与应用本论文获国家重点基础研究发展规划(973计划)课题“城市交通需求生成机理与瓶颈识别”(2006CB705501)和国家自然科学基金重点项目“基于系统耦合的城市道路网络规划理论研究”(50738001)资助。THEAPPLICATIONOFCOUPLINGMODELSBETWEENn寸HABITANTTRjPDISTRJBUTIONANDPUBLICTRANSPORTNETWORKADiss喇ionSubmi讹dtoSoutlleastUniVers毋Fort11eAcadeIIlicDe

2、铲eeofDoctorofEngineeringBYLUFang—qiangSupeⅣisedbyProf．CHENXue．wuSch001ofTransportationSoutlleastUnivers时人me2010东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

3、表示了谢意。研究生始萝刍碣啸型东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。髋生虢粒翩繇酗期：雹l旦：盥摘要目前，我国城市客运交通结构正处于关键的转型期，突出表现在个体机动化交通方式快速增长。与之相对应的是，

4、道路利用率最高的公共交通方式没有得到充分发挥，部分城市甚至出现逐年下降的趋势，这种趋势直接带来城市总体客运交通运输效率的降低。在技术层面上，公交网络的科学规划、公交运营调度和优先控制是提高公共交通整体效率的关键。然而，相关部门缺乏科学的公交网络设计和资源配置决策支持技术，无法有效地实施宏观调控及运营结构的优化。传统公交网络规划的思路是：通过现状调查预测交通需求，由需求来确定供给，并以此为依据进行公交线网的布设及优化调整，是一个单向的，静态的过程。实际上交通需求与供给之间是相互反馈和影响的，存在着双向的，动态的相关关系。与居民出行分布相耦合的城

5、市公交网络，不仅能有效地提高公交方式对居民出行的吸引力，而且能实现公交网络运输效率的最大化。为此，本文反思传统公共交通网络规划模式中存在的不足，开展居民出行分布与公共交通网络结构之间耦合关系的基础性研究。论文依托国家973计划项目《城市交通需求生成机理与瓶颈识别》(2006cB705501)和国家自然科学基金项目《基于系统耦合的城市道路网络规划理论研究》(50738001)，对基于居民出行分布与公交网络结构系统耦合的公交网络规划理论展开研究，重点研究公共交通需求与供给的总量耦合模型及结构耦合模型，并对基于结构耦合模型的公交网络布局结构及等配配

6、置结构优化方法进行了研究。论文分析了居民出行分布与公交网络结构之间因存在着高度的关联性以至联合起来的现象，明确了居民出行分布与公交网络结构耦合的定义，给出了总量耦合、结构耦合的具体含义，为后续耦合模型的研究奠定基础。在深入分析居民出行分布与公交网络结构耦合关系的基础上，从时间和空间两个方面阐述了耦合的内涵，指出了兼顾居民出行的“便捷、易达”和公交网络的“高效、通畅"的耦合发展目标。阐述了居民出行分布与公交网络结构的直接关联关系，认为居民出行分布与公交网络结构的关联取决于交通需求与供给分布的空间差异。同时指出，居民出行分布与公交网络结构之间的相

7、互作用使得公交网络结构表现出围绕客流分布组织的结构特征和相关效应，在此基础上，详细探讨了耦合的四个发展阶段。最后，从研究城市交通系统的角度，对耦合的影响因素进行了详细介绍。在对协同学基本理论进行概述总结的基础上，分析了应用协同学进行总量耦合模型研究的可行性。本文借助洛特卡．沃特拉模型(L．V模型)的建模过程，运用协同学思想建立公共交通需求与供给的总量耦合模型，解释二者之间的耦合关系。耦合模型的研究坚持从易到难的原则，首先，研究不包含城市轨道交通的城市常规公共交通系统，建立总量耦合模型用来描述耦合的过程；之后，建立基于投资非平衡理论的公共交通发

8、展决策模型着重探讨轨道交通与常规公交的投资比例变化对总量耦合的影响。模型反映出公东南大学博士学位论文共交通需求与供给之间是一种趋于动态平衡的过程，既不会无限的偏离供