城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究

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1、—————————————————————————————————城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究—————————————————————————————————StudyonKeyMethodsofCoordinateOptimizationbetweenRailandBus—————————————————————————————————作者姓名：刘华胜专业名称：交通运输规划与管理研究方向：交通运输系统规划指导教师：赵淑芝教授学位类别：工学博士培养单位：交通学院论文答辩日期：2015年6月5日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工

2、作单位裴玉龙教授东北林业大学主席裴玉龙教授东北林业大学李春艳教授东北师范大学委员刘寒冰教授吉林大学贾洪飞教授吉林大学李春艳教授东北师范大学盲审专家教授专家单位贾洪飞教授吉林大学盲审专家教授专家单位赵淑芝教授吉林大学摘要摘要城市轨道交通与常规公交协调优化关键方法研究随着我国经济的高速发展和城镇化进程的加快，机动车拥有量急剧增加，由此产生的交通拥挤、交通事故、环境污染等问题日益严重。实施“公交优先”发展战略，可有效缓解城市交通问题，改善城市客运系统环境，满足日益增加的交通需求。该战略的实施，应大力发展既与城市土地资源供应能力、交通基础设施现状以及环境容量相适应，同时又能在社会和经济活动

3、中起到全局性、先导性作用的客运交通方式。轨道交通因具有运量大、准点率高、乘坐舒适便捷和节能环保等特点，受到城市居民的广泛的认可。推动城市轨道交通快速发展，有效发挥其在城市公共交通中的骨干作用，已成为未来城市公共客运系统的发展趋势。近年来，我国城市轨道交通投资力度不断加大，轨道交通线路规划与建设发展迅猛。轨道交通建设过程中工程技术复杂程度较高，从规划到施工全程投资较大、建设工期较长，此外轨道交通建设对地方经济基础以及财政实力也提出很大挑战。因此，我国许多城市短时期内无法形成一个系统完善的轨道交通运营网络。常规公交作为城市公共客运系统的主体，可以作为轨道交通系统形成完善客运网络前的有效

4、补充。二者相互协作不仅可有效扩大轨道交通的客运服务范围，而且能实现轨道交通与常规公交优势互补，促进城市公共客运整体竞争力的提高，进而达到优化居民出行结构与城市总体布局的目的。因此，考虑轨道交通与常规公交之间的合作与竞争关系，促进两种交通方式协调发展，是当前城市公共交通发展的必然要求。轨道交通与常规公交协调优化所涵盖内容比较广泛，主要通过技术协同、线路协作、管理统一、政策匹配、设施配套等方面对两种公交方式进行有效整合，促进两者在网络结构与运能资源上的共享、合作与互补，从而提高整个公交系统的服务水平和运营效率。涉及站点间的协调换乘、线网协调设计、车辆运营协调调度、票制票价协调制定、管理

5、体制协调等内容。常规公交线路是以城市道路及相关公共交通设施为基础进行运营的，可以结合实际客流需求在短期内对线路走向及运力配置做出灵活调整，而轨道交通基础设施一旦建设完毕，其铺设的线路与场站设施很难进行调整。因此本文主要研究轨道交通规划方案确定或建成条件下常规公交站点优化、网络设计、运营协调、突发事件应急联动等关键问题。本文在国内外研究的基础上，依托国家自然科学基金项目“基于网络拓扑和交通拥堵分析的公交网络生成优化模型与算法研究（51378237）”，基于复杂I吉林大学博士学位论文网络理论、图论、最优化理论等对轨道交通快速发展背景下城市常规公交系统的优化问题进行探索与研究，分别构建了

6、轨道交通与常规公交局域换乘网络站点优化模型、基于有效路径的轨道交通接运线路设计模型、轨道交通与常规公交运营协调模型以及轨道交通运营突发事件下常规公交应急输运模型，丰富了城市公共交通规划的理论体系。本文所完成的科研成果具体如下：1.为提高轨道交通站点与周边常规公交所构成的局域换乘网络的运行效率，首先对所研究的局域网络进行拓扑描述，确定了合理的换乘网络规模；然后以乘客费用最小为目标，同时考虑站点容量、站间距等约束条件建立优化模型，采用复杂网络社团结构理论构造模型求解算法。最后将模型应用于长春市轨道交通3号线某站点及周边常规公交组成的局域换乘网络。结果表明优化后的局域网络总换乘时间可缩短

7、16%，在考虑时间价值的情况下系统总费用降低6.16%，模型具有一定的实用价值。2.常规公交与轨道交通有效接驳是城市公共交通协调发展的关键环节。本文通过建立基于有效路径的双目标模型来解决接运线路设计问题。首先运用复杂网络介数概念，在考虑城市拥堵的基础上定义有效路径作为接运线路设计的基础；其次以运输效率最大和乘客出行时耗最小为目标，同时考虑线路非直线系数、长度、运能配备等约束条件建立接运线路模型；然后借鉴“逐条布设，优化成网”思想，设计模型的具体求解步骤；最后以长春市轻