城市公共交通客流规律研究

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1、摘要城市交通需求的不断增加与公共交通发展相对滞后的矛盾已经成为一项需要迫切解决的任务。国内外经验证明，优先发展城市公共交通，改善公交服务水平，吸引更多乘客乘坐公共交通出行无疑是解决这一矛盾的首选途径。公共交通在运营方面的发展方向，就是建立智能公共交通系统。但是实现这些技术的基础性工作之一就是掌握城市公共交通客流的变化规律。本论文正是基于此研究思想，运用系统工程的研究方法，研究城市公共交通系统这一复杂巨系统中既有线路客流的中宏观变化规律。本论文主要有以下创新性的研究：1．本论文首次提出将系统聚类法与有序样品聚

2、类法结合起来，根据一周内客流变化的统计数据，确定每天客流的峰值区间，为调度人员进行车辆安排计划提供科学的依据。其创新思路为：研究一周内七天客流的分布曲线，发现其具有相似性，首先采用系统聚类法对一周七天的客流数据根据其相似性进行分类，得到七天的一个分类，然后再利用有序样品聚类法对每类中的客流分布曲线划分峰值区间，最后的结果符合客观现实。此创新在第三章中体现。2．根据城市公共交通各种运输方式客运量变化的特点，分别建立各种运输方式的预测模型，然后把各种运输方式客运量的预测值相加，得到城市公共交通总客运量的预测值。

3、本论文建立了公共汽车、无轨电车、小公共汽车年客运量的灰色预测模型，建立了地铁年客运量的新陈代谢灰色模型，建立了客运出租汽车年客运量的修正Logistic模型。经过验证，这些模型的精度符合要求，并预测了北京市2005年公共交通总客运量。此创新在第四章中体现。3．首次将灰色关联分析应用到城市公共交通系统中。研究客运量在城市公共交通各种运输方式之间随社会的发展如何变化。从静态分析上来讲，利用灰色关联分析计算各种公共交通运输方式的关联度，研究哪种运输方式承担了主要的公共交通客运量；从动态分析上讲，建立关联动态矩阵，

4、分析公共交通客运量在城市公共交通各种交通方式之间随时间变化的规律。此创新在第五章中体现。4．从宏观的角度研究城市公共交通供给与需求的变化规律，建立城市公共交通供给与需求的动态模型，此动态模型表示的系统为非线性自治系统。分析平衡点的存在性及其稳定性，用相位图来分析上述非线性动态系统中供给与需求的运动变化过程。此创新在第六章中体现。北京交通大学博士学位论文5．为了解决城市交通拥挤的问题，需要有计划的、按一定的增长率把客流吸引到公共交通系统上来，这就需要进行城市交通基础设施的投资。依据此思想，建立了投资控制模型。

5、在这个模型中，把投资看作是决策输入变量，把需求看作输出变量，也就是说，应该采取什么样的决策输入，使得输出的变化符合某一个目标。分析了模型的能控性和稳定性。由于此系统不是渐进稳定，所以投资策略只能采用有状态反馈的极点配置策略。用待定系数法得出投资策略的数学表达式。此创新在第六章中体现。关键词：系统工程城市公共交通客流聚类分析客运量预测灰色模型供给需求II第一章绪论随着我国社会经济高速增长和城市化进程步伐的加快，城市交通量急剧增加，城市交通已经成为影响城市功能正常发挥和城市可持续发展的一个突出问题。大力发展城市

6、公共交通是解决城市交通问题的有效措施。本章分别论述了城市交通发展概述、城市公共交通发展概述、本论文确定研究的主要内容的理论与实践意义、论文的结构、用系统工程的方法研究城市公共交通系统和本论文的创新点。1．1城市交通发展概述““”11．1城市交通系统城市交通系统是城市大系统中的一个重要子系统，是由人和物在城市空间内采用一定乘载方式、在一定设施条件下的流动所构成，其功能之一是为城市居民的各种出行活动提供必要运输方式和实现条件的条件。城市交通系统不仅是为城市提供服务，也是城市社会、经济、物质结构的基本组成部分。城

7、市交通系统是一个动态而复杂的太系统，是城市社会活动、经济活动的纽带和动脉。城市的形成和演变的一个重要原因取决于交通条件，城市的布局结构、规模大小、生活方式都需要城市交通系统的支撑，城市的发展又反过来促进了交通的发展。随着人口的增长、国民经济的高速发展以善袖三藿饕爹≥氢藿!零蠹=驴训}幽曼薷刿要=喜夤霎¨墓譬，静¨兰妻；喾社Ⅻ善囊鎏禽蓬捡器重罂流量大小，作为调度方案的调整参考。乘客卡编号线路号司机卡号余额线路收费乘车日期处理日期表2．1青岛市公交乘客记录查询报表(部分)"x第一章绪论人口的增加和私人汽车拥有量

8、的增加，使得城市交通变得十分拥挤。城市交通拥挤的加剧，不仅会造成巨大的经济损失，而且还会导致城市功能的低效率。交通拥挤的直接危害是使交通延误增大，行车速度降低，带来时间损失；低速行车增加了油量消耗和尾气排放。美国德州运输研究所的研究表明，美国39个主要的城市每年因交通堵塞而造成的经济损失约为4lO亿美元，12个最大城市每年的损失均超过约为lO亿美元：日本东京都的专业运输成本1985年与1980年相比，年成本增加8