快速公交与常规公交管理协调优化设计文献综述

 2023-10-31 11:00:42

文献综述

研究的现状及发展趋势:

随着经济的不断发展,城市规模的不断加大,交通拥堵的不断严重,私家车拥有者的不断壮大,越来越多的人选择公共交通工具出门上班或者旅游。但是由于路程和可达性等原因,不可能只乘坐一种交通方式就能到达目的地,所以就需要人们选择换乘工具和线路。由于现在交通需求和和国家政策的颁出,因此快速公交应运而出。快速公交是一种中运量的交通方式,被称为是地面上的地铁,它主要运用现代的公交技术以及智能公交管理来建设公交专用道路和建造新型的公交站台,拥有轨道交通模式的运营方式,到达轻轨服务标准的一种特殊的城市客运方式。快速公交与普通公交相比具有很多的优点,在成本、造价、效率、和环境保护都有很多的优势。虽然快速公交有很多的优点,但是也不是说完全没有缺点,由于快速公交需要建设专用的快速公交道路和站台,和地铁一样,所以这样局限性就要更大,而普通公交只需要建设一个公交站台就可以了,所以相对于建设初期的预算和建设工期都会相对就减少,所以对于比较僻远和不富裕,人口稀少的地区,为了减少经费和不必要的资源闲置,我们需要将快速公交与常规公交进行协调规划,以便于达到节省人力、物力、经费的目的。

其中许多国内外研究现状表明了现在快速公交与常规公交的一些基本状况。李新英[1]在公交运能匹配、公交公司配车数量等约束条件下,建立了以乘客和公交运营商总成本最小为目标函数的快速公交和常规公交在非协调运营和协调运营两种情况下的数学模型,并通过优化公交线路发车间隔、松弛时间来实现快速公交和常规公交的运营协调。国内学者何世伟[2]考虑到公交调度中不确定因素的干扰,引入了机会规划的相关概念及其模型,给出了基于随机模拟的遗传算法求解步骤,从而保障调度决策尽可能地执行,同时更加接近实际调度情况。宋瑞[2]针对快速公交组成、特点、网络设计和信号优先控制等提出了快速公交系统规划理论与方法。许旺土[2]等研究了随机事件条件下单条公交线路不同运营时段内的发车间隔确定方法,依此建立了以社会福利最大为目标函数的多时段发车间隔优化随机期望值模型。宋瑞等[2]提出了在飓风等自然灾害条件下运用公交车进行居民紧急疏散的优化模型,将问题转化为不确定性需求的选址一路径优化模型。王茁[3]提出采用BRT专用道为必要的公交优先通行设施减少通过冲突点的运营延误。谢昀珊[4]建立快速公交调度优化模型的基础上,建立协调调度优化模型。根据单线调度的优化思想,对衔接快速公交的常规公交线路设置合理的发车间隔来优化两种交通方式之间的协调问题。熊桂喜和马树东[5]提出行车时刻表是公交运营调度的基础,建立了支持信号优先的快速公交行车时刻表优化模型,旨在降低车辆在交叉口的等待时间,提高周转效率。柏海舰等[6]根据公交车旅行时间及预测到达交叉口的时间建立公交车优 先通行策略选择模型;根据公交车到达停车线时间、延误时长和到达时刻在绿灯相位的位 置计算生成新的配时方案。孙旺[7]引入标准粒子群算法和改进型的粒子群遗传算法,通过编程和仿真用粒子群遗传算法自动找到适合该终端站型的最优折返方式和最优折返时间,并将计算结果和现场实测的数值进行比较 ,验证基于粒子群遗传算法进行列车终端站折返寻优的实用性。牛学勤, 陈茜, 王炜[8]建立了以客流需求为基础数据,以乘客满意度和企业满意度加权平均值最大为目标的公交线路发车频率规划模型。陈茜, 牛学勤, 陈学武[9]建立了以企业效益满意程度最高、乘客等待抱怨程度最低和乘客拥挤抱怨程度最低为目标的多目标发车频率优化模型。郭小乐和孙杨等[10]建立高铁站接运公交时刻表与车辆调度多目标综合优化模型,并设计带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ )求解模型。蔡志理和邴其春[11]对比分析了快速公交与常规公交在站间行驶速度、行程速度和运营速度上的特性差异,并对BRT和同线路常规公交的区间运营速度进行了正态拟合优度检验和两独立样本的非参数检验。综合分析表明:同线路上的快速公交与常规公交相比,其速度特性总体上具有较明显优势,且两者的区间运营速度分布存在着显著性差异。王田田和张汝华[12]解析BRT的行驶特征及时间一距离变化规律,从而分析延误的发生点、产生的原因及影响程度,随着BRT的稳定运行,速度有所增长,工作目的速度具有明显的早、晚高峰现象,周末速度时变曲线则较平缓;空间上的路权保证是确保BRT高速运行的重要条件。祝诗蓓和程琳[13]分析了BRT在大城市的基本应用模式及其特性,探索适合杭州经济发展的、因地制宜的快速公交发展模式。吴家庆[14]提出基于历史数据的BRT车辆行程时间确定的方法。以此为基础,提出满足乘客总出行成本最小化、企业运营成本最小化和满足率最优化的时刻表设计的数学模型,充分考虑首末车时间、行程时间、行车次数要求和开行要求等约束条件影响。针对该数学模型的特点,设计蛙跳算法进行问题的求解。赵骥[15]提出了一种考虑与轨道交通换乘的公交时刻表优化模型,该模型以各时段发车间隔为决策变量,以系统总成本最小为目标函数,综合考虑了非换乘乘客的候车时间成本、换乘乘客的候车时间成本和公交运营企业的运营成本。Rahman M S U等[16]提出需要将快速公交与人力车相协调,减轻城市交通拥堵问题,运用PAR方法对不同利益相关者群体进行焦点小组讨论(FDGs)。Ceder和Wilson[17]提出了四种确定公交发车频率的方法,其中前两种方法以乘客在某一站点或时段内的到达数量为基准计算发车频率,另外两种方法以线路客流周转量为基准进行合理发车频率计算。目前这四种方法仍被广泛应用于公交发车间隔的确定,但其局限性在于难以从整个系统的角度考虑调度优化问题。Haghani和Banihashemi[18]针对多车场车辆调度问题和考虑时间窗约束的多车场车辆调度问题分别建立了相应模型,并利用启发式算法进行了模型求解。Zhao和Zeng[19]基于乘客出费用最小进行了公交车辆发车间隔的优化,并开发了适用于大规模公交线网的求解算法。Currie G和Hidalgo D[20]提出公共汽车与铁路在在日常工作中需要相互协调,城市公交才能发挥重要的作用。

由于我国大部分城市的交通方式都是自我发展,所以在协调上没有做到比较好的衔接。怎样提高公共交通系统的效率,使其接近轨道交通的的服务,投资和运营总成本又低些,又能在短期及时发挥作用,已经成为解决城市公共交通问题的关键点所在。国内外经验告诉我们要大力发展城市公共交通,城市公共交通成为解决城市交通供需矛盾,调整交通结构的主要手段。城市公共交通主要包括快速大运量公共交通(本文主要讨论快速公交)和常规公共交通,以普通公共汽车为主体的常规公共交通是发展城市公共交通的重点。但是且前常规公交由于速度低、服务水平低等问题,在发展过程中受到了阻碍,此时在大力发展城市公共交通的形势下,研究快速公交与常规公交之间的换乘问题非常必要。快速公交与其他交通方式的运营组织衔接主要包括轨道交通、常规公交、小汽车、非机动车等不同种交通方式在线网组织、运能匹配等方面的协调,中国是一个人口大国,公共交通更是不可缺少,所以为了使各种交通方式能够做到比较好的发展,本文拟对快速公交和普通公交的协调进行优化设计。

本课题研究的意义和价值:

快速公交与常规公交作为城市公共交通的一部分,城市公共交通系统运行效率的提高很大程度和二者的协调与否有关。快速公交与常规公交的协调就是研究如何从系统的角度出发,通过具体协调方法,使得两种不同的交通方式能够得到有效的衔接,得到互补,方便居民出行和换乘,最终实现一个城市公共交通系统一体化的目的。

1、一体化公交系统

随着不同交通方式的不断产生,快速公交和常规公交两种不同的交通方式有各自的局限性,要想完成一次出行,就不可避免的要通过换乘来完成。这就需要对快速公交与常规公交的协调调度,使两种交通方式之间按照合理线网规划和调度的协调进行运行工作,这样能够减少乘客的换乘时间,减少换乘给乘客带来的心理压力。

2、提升公交系统的服务水平

乘坐公共交通工具作为一个便民的出行方式,人们选择大多是因为它比较经济,想对于普通上班族和学生一族来说的确是个不错的选择,但是对于有一定经济能力的人,反而很少选择,一则,便捷度相对于私家车还是相差甚远,再者,公共交通工具的服务相对于出租车这种商业出行方式上面服务有很大缺陷,所以如果希望人们多选择公共交通工具本质还是要提升公交系统的服务水平。

3、城市交通可持续发展

目前我国正处于城市化加速发展阶段,城市规模迅速扩张,城市人口急剧增长,由此所带来的交通问题愈演愈烈。如果公共交通工具不能和私人交通工具齐头并进,那么以后私家车将成为主要交通工具,交通拥堵问题会越来越严重。使用公共交通工具可以有效减少因为小汽车剧增带来的周边空气的污染、不可再生资源的消耗以及拥堵造成的交通事故等的发生。因此发展公共交通对于城市的可持续发展还是有着比较重要的作用的。

参考文献:

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