基于运营信息的区域公交时刻表优化方法

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1、硕士学位论文基于运营信息的区域公交时刻表优化方法国家自然科学基金（61174185）姓名：张岑学号：1132678所在院系：交通运输工程学院学科门类：交通运输工程学科专业：交通信息工程及控制指导教师：杨晓光教授二O一四年三月万方数据AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyTimetableOptimizationofMultipleBusLinesBasedonOperationInformationCandidate

2、:CenZhangStudentNumber:1132678School:SchoolofTransportationEngineeringDiscipline:TransportationEngineeringMajor:TrafficInformationEngineeringandControlSupervisor:Prof.XiaoguangYangII万方数据基于运营信息的区域公交时刻表优化方法张岑同济大学万方数据万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存

3、学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：年月日万方数据万方数据同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已

4、在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日万方数据万方数据同济大学硕士学位论文摘要摘要较低公交服务水平和巨大的公交投入成为当前城市公共交通系统发展的主要矛盾。如何科学高效的管理公交运营是公共交通发展中亟需解决的问题。科学的公交行车计划是提升运营管理效率的重要方法，同时时刻表编制是其中的基础问题，可谓重中之重。在此背景下，论文以国家自然科学基金《单线路公共汽车运行自适应控制方法研究》以及交通运输部项目《城市公共交通监管平台》为依托，围绕城市公共汽车时刻表编制和发布的相关理论与实现技术展开研究，主要包括公交线路的运营数据采集和处理技术，单线

5、路线路公交时刻表的流程与方法，以及多线路公交时刻表协调优化等内容。论文在公交时刻表编制理论研究和技术应用综述的基础上，指出了现有研究与应用的可能存在的不足：现有研究中，时刻表编制中未考虑客流和行程时间的随机波动特性，线路协同优化少有考虑对非换乘乘客的影响，关于站点时刻表发布条件的定量分析；实际应用中时刻表编制的参数需要人工输入，无法自动化获取。针对这些问题提出了论文主要研究的切入点。论文介绍了研究中基础数据采集技术（公交车辆定位（AVL）和公交智能卡（IC））及数据处理方法。通过对历史数据的积累和挖掘能够客观掌握公交车辆运行动态参数，为优化运行计划提供了良好的zhikuquan20

6、150721数据基础。研究提出了随机动态客流需求和运营环境下，同时保证公交的服务水平可靠性、提升企业运营效率、降低运营成本的优化方法。根据这一优化方法，论文研究了线路时刻表优化系统实现所需的关键技术：基于海量数据的客流OD估计,乘客到站时刻分布,公交行程时间分布以及公交运行过程的数值仿真的相关研究。在上述关键问题研究的基础上，展开对单线路时刻表编制的研究。先对客流和运行时间的数据进行分析，选择基于划分的有序样品聚类Fisher算法，借助于MATLAB平台对数据聚类，得到客流与行程时间对时间的最优分类个数和最优分割方案。在此基础上，在划分的每个时段内进行时刻表优化。研究中先设定公交服

7、务要求，在满足服务可靠性要求和物理设施要求的约束条件下，将发车间隔最大作为目标构建了发车时刻表优化模型。该模型由于考虑了客流和行程时间随机的波动对服务可靠性的影响，以可靠度为约束条件，是一个机会约束规划。采用数值仿真的方式检验服务可靠性的指标。算法中采用了数值仿真模拟，通过反馈优化不断搜索找到最优解。算法中利用了MATLAB上既有的遗传算法工具箱完成模型求解和动态仿真工具箱进行可靠性验证，得到最优发车间隔、时刻表发布站点。在单线编制的时刻表的基础上，论文展开区域多线路