基本信息
- 项目名称：
- 接驳地铁的公交线路服务水平分析与线路优化设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 提升接驳地铁的公交线路服务水平，可使地铁未覆盖区域的乘客以便捷舒适的方式通过公交车进入地铁。为了探讨枢纽公交站点位置和枢纽公交发车时间的最优方案，以最小走行距离和最小等待时间为目标，建立了枢纽公交站点位置和枢纽公交发车时间的优化模型，并给出了求解该模型的算法。以北京地铁4号线西苑交通枢纽为例进行分析，结果表明：采用优化方案后，换乘平均走行距离和平均等待时间分别减少88.83%和32.04%。
- 详细介绍：
- 提升接驳地铁的公交线路服务水平，可使地铁未覆盖区域的乘客以便捷舒适的方式通过公交车进入地铁。 为了探讨枢纽公交站点位置和枢纽公交发车时间的最优方案，使公交和地铁的衔接更紧密，建立优化模型，该模型分为两部分： （1）以最小走行距离为目标，从布设站台方式、线路优化需求、换乘空间利用、站台间能力的匹配等角度进行约束，得到公交站点位置优化模型： （2）以最小等待时间为目标，从换乘走行速度差异、公交车额定载客量等角度进行约束，得到公交发车时间优化模型。上述模型应用计算机编程给出了求解算法。 以北京地铁4号线西苑交通枢纽为例进行分析，结果表明：使用模型优化后，换乘平均走行距离和平均等待时间分别减少88.83%和32.04%，相关标准符合要求。 本作品有以下特点： （1）符合当前优先发展公共交通、改善出行服务水平的重大需求。 （2）适用性广：总结出了一般化方法。站点位置优化模型适用于所有地铁站，发车时间优化模型适用于有始发公交车的地铁站。 （3）实地调查大量数据，考虑多种因素定量分析，采用了排队论，多目标优化，计算机编程等多种方法。 （4）效果明显：以北京西苑交通枢纽作为试点，优化结果明显。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：1.通过建立公交站点位置发车时间优化模型，为解决地铁换乘公交过程中换乘走行距离和平均等待时间过长的问题提供理论依据。2.通过编写程序，解决优化过程复杂的问题。基本思路：1.以最小走行距离为目标，从布设站台方式、线路优化需求、换乘空间利用、站台间能力的匹配进行约束，得到公交站点位置优化模型。2.以最小平均等待时间为目标，从换乘走行速度差异、公交车额定载客量进行约束，得到公交发车时间优化模型。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：1.在实际问题调查、实测数据的基础上，通过查阅文献、构建模型与设计方案。2.采用了排队论，多目标优化，计算机编程等多种方法。3.优化后取得明显的实际效果。 先进性及独特之处：1.符合当前优先发展公共交通、改善出行服务水平的重大需求。 2.将各待解决问题进行定量分析，考虑多种因素，建立多目标优化模型。3.运用计算机编程，将复杂计算过程简化，利于实际应用。
应用价值和现实意义
- 1.贴近生活：作品思路来源于日常出行，以人为本，一经运用，将会对出行人群产生很大影响。2.适用性广：总结出了一般化方法。站点位置优化模型适用于所有地铁站，发车时间优化模型适用于有始发公交车的地铁站。3.应用性强：对模型进行编写了伪代码，可直接运用于实际公交运营中。4.很多地铁运营时间不长，与公交的接驳还存在一些问题，现在是发现并解决问题的好时机。5.以北京西苑交通枢纽作为试点，优化结果明显。
学术论文摘要
- 提升接驳地铁的公交线路服务水平，可使地铁未覆盖区域的乘客以便捷舒适的方式通过公交车进入地铁。 为了探讨枢纽公交站点位置和枢纽公交发车时间的最优方案，使公交和地铁的衔接更紧密，建立优化模型，该模型分为两部分： （1）以最小走行距离为目标，从布设站台方式、线路优化需求、换乘空间利用、站台间能力的匹配等角度进行约束，得到公交站点位置优化模型： （2）以最小等待时间为目标，从换乘走行速度差异、公交车额定载客量等角度进行约束，得到公交发车时间优化模型。上述模型应用计算机编程给出了求解算法。 以北京地铁4号线西苑交通枢纽为例进行分析，结果表明：使用模型优化后，换乘平均走行距离和平均等待时间分别减少88.83%和32.04%，相关标准符合要求。
获奖情况
- 获北京交通大学2011年度“挑战杯”课外学术科技作品竞赛自然科学类学术论文一等奖。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]谢玉洁,韩宝明,许惠花.城市轨道交通与地面常规公交的客运一体化[J].都市快轨交通,2006（01）:32-34,48. [2]王亮. 地铁站前广场交通接驳设计与管理[J].都市快轨交通,2010（01）:44-46. [3]黄本笑,邓艳君. 基于排队论的公交站点停车位优化及实证分析[J].科技和产业,2008（08）:25-28. [4]马嘉琪,白 雁,齐茂利. 基于微观仿真的同站台换乘站客流疏散研究[J].中国安全科学学报,2009（11）:172-176. [5]Avishai Ceder著，关伟等译. 公共交通与运营——理论、建模及应用[M].清华大学出版社. [6]王健,滕燕. 公共交通优先与公共交通服务水平[J].重庆交通大学学报：社会科学版,2009（04）: 20-23, 27. [7]Ceder, Golany, O.Tal.Creating bus timetables with maximal synchronization. Transportation research. December 2001, Pages 913-928. [8]Prabhat Shrivastava, Margaret O’Mahony. A model for development of optimized feeder routes and coordinated schedules—A genetic algorithms approach . Transport Policy, Volume 13, Issue 5, September 2006, Pages 413-425.
同类课题研究水平概述
- 文献[1]提出了接驳地铁的公交线路布局的一般方法和需要注意的方面，多为定性分析，定量的计算方面仍难以让人满意。文献[2]提了公交车站与地铁站距离的合理范围。文献[3]论证了公交车停靠区域长度对容纳线路数的约束，用排队论进行定量计算。文献[4]用仿真软对行人微观行为进行仿真，分析拥挤度和站台面积的关系。地铁间的换乘研究较为全面，公交换乘地铁有待进一步研究。文献[5]对换乘区域安全容纳量进行了研究。文献[2]—[5]分别用定量的方法，完整的分析了影响接驳地铁的公交线路站点设置的因素。然而，对于该问题的研究整体性和实际应用性不够理想。文献[6]定量计算出公交发车频率，在与地铁的时间表关联的方面还有发展的空间。文献[7]研究了公交车发车时刻表的建立，考虑了公交车关联关系，乘客的等待时间以及乘客换乘的便捷性和满意度。对于考虑行人走行速度差异和公交载客量，还可进一步研究。文献[8]提出了公交优化的指标体系，用于公交优化的服务水平评价。 参考文献[1]谢玉洁,韩宝明,许惠花.城市轨道交通与地面常规公交的客运一体化[J].都市快轨交通,2006（01）:32-34,48.[2]王亮. 地铁站前广场交通接驳设计与管理[J].都市快轨交通,2010（01）:44-46.[3]黄本笑,邓艳君. 基于排队论的公交站点停车位优化及实证分析[J].科技和产业,2008（08）:25-28.[4]马嘉琪,白 雁,齐茂利. 基于微观仿真的同站台换乘站客流疏散研究[J].中国安全科学学报,2009（11）:172-176[5]柳妍. 城市人口密集场所的安全容纳量研究[J].中国公共安全·学术版,2008（01）:30-33.[6] Avishai Ceder著，关伟等译. 公共交通规划与运营——理论、建模与应用[M].清华大学出版社[7]Ceder, Golany, O.Tal.Creating bus timetables with maximal synchronization. Transportation research. December 2001, Pages 913-928.[8]王健,滕燕. 公共交通优先与公共交通服务水平[J].重庆交通大学学报：社会科学版,2009（04）: 20-23, 27.
