公交路线优化解析Word文档格式.docx

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2

70路

东客站

17

4

817支路

五龙沟（武警训练培训中心）

体育馆

14

817路

龙城大街东口

22

849路

861路

东中环凯旋街口

27

20

868路

小井峪街

23

870路

小店育才小学

火车站（五一东街社会主义学院）

33

12

877路

富士康园区

42

28

903支路

省高校新区

49

901路

太原火车站

晋中公交南场

3

2系统环境

城市公共交通系统在功能上局限于衍生性需求的综合交通系统，城市公共交通系统按运输方式主要包括地铁、轻轨、公电汽等各个子系统，按供需关系则包括由各种交通设施、运输工具等组成的供给系统和由各种空间上集聚扩散作用所产生的需求系统。

此外还有由规划、决策、实施等构成的管理系统等。

这些子系统相互作用彼此协调，但同时也受到系统环境如社会经济、政策、生态环境及城市大交通体系等的深刻影响。

这些系统环境共同构成了公交系统发展的大背景，从另外一面也映射出公交系统的环境。

3系统分析过程

主要以城市公交系统作为研究对象，以客观的数据资料为依据，以系统分析的相关理论为工具对以山西大学为主，常去站点为辅的公交系统进行分析，利用了层次分析法、模糊综合评判法、MATLAB求最大值以及系统仿真分析等工具，最终对山西大学公交以及整个公交系统进行了一定程度的分析，分析过程如下。

4影响公交满意度的因素分析

一般对于公交的评价指标或因素有以下几点：

乘坐的满意度A、舒适度B1、可达性B2、快捷性B3、经济性B4、等车时间C1、换乘次数C2、票价C3、步行时长C4、运行时间C5、车内环境等因素C5。

根据实际经验，确定各要素的递阶层级结构，如下：

4.1层次分析法

分析方法：

（1）分析系统中各基本要素的关系，建立系统的递阶层级矩阵；

（2）对同一层次上的各元素关于上一层次的重要性进行分析，构造两两比较的判断矩阵，并进行一致性检验；

公式：

a.计算权重

b.计算一致性指标C.I.=

计算一致性比例C.R.=

<

0.1

c.技术

max：

（3）判断矩阵计算比较要素之间的相对权重。

因素Ai比因素Aj

很重要

记为：

5

重要

稍重要

同等重要

稍次要

1/2

次要

1/3

很次要

1/5

（4）计算各层要素对系统的合成权重，并对指标进行排序。

a.准则层权重

A

B1

B2

B3

B4

Wi

Wi0

mi

max=4.055

C.I.=0.018

R.I.=0.89

C.R.=0.02<

0.1

1.316

0.291

4.309

0.577

0.127

3.291

（4.525）

b.B1要素分析

C1

C2

max=2

C.I.=0

C.R.=0<

1.732

0.750

0.250

（2.309）

c.B2要素分析

C3

C4

C5

C6

max=4.011

C.I.=0.004

C.R.=0.04<

1.565

0.351

4.009

0.486

0.109

4.014

0.841

0.189

4.011

（4.457）

d.B3要素分析

max=3.039

C.I.=0.02

0.406

0.105

3.036

2.466

0.637

3.04

0.258

（3.872）

e.B4要素分析

max=4.03

C.I.=0.015

R.I.=0.02<

0.508

0.096

4.031

2.943

0.558

4.065

1.31

0.25

0.59

0.96

（5.275）

f.指标层的各指标的权重

权重

（0.291）

（0.127）

0.75

0.26

0.32

0.21

0.03

0.08

（5）各个指标层的权重

指标

运行时长

换乘次数

步行距离

等待时长

车厢舒适度

4.2对山西大学常去路线分析——模糊综合评判法

（1）路线实施结果例表：

目的地

车辆

时间（分）

步行时长（米）

价格（元）

山西大学

北美

26

183

等车时间长、人多

火车站

48

1227

等车时中等，人少

柳巷

502-10路

53

90

等车时间短、人多

37

1200

21路

47

859

610路

50

991

等车时中、人中等

51路

867

等车时中等、人特多

等车时中、人特多

10路

824

46

635

等车时间长、人特多

等车时中等、人多

63

388

等车时特长、人中等

（2）设立评价尺度例表：

满意（100）

较满意（85）

一般（70）

不满意（55）

0-30

30-45

45-60

60以上

0-100

100-500

500-1000

1000以上

等车时短

等车时中等

等车时长

等车时特长

人少

人中等

人多

人特多

（3）建立各地区满意度评价表

综合满意度

Zi=

（aij为路线i的指标j的权重，cij为路线i的个指标j的分数）

100

85

70

70

91.45

55

85.15

84.10

91.95

64.12

79.70

88.15

80.80

77.35

88.60

78.40

82.00

80.05

80.20

91.00

5公交满意度情况分析

5.1分析思路

XX地图是山大学子出行路线选择的主要工具，通过将XX地图的最优路线进行分析，同时对最小非满度（最大满意度-满意度）的矩阵进行最短路径的运算，两者进行对比。

最后根据几个特定地点的路线的分析，从而进行“对XX地图路径算法的是否满足需求”的研究。

5.2算法过程：

（1）将最大满意度用最大值进行相减，得到矩阵a值。

计算公式：

a=Wmax-Wij，结果如下：

出发

到达

满意度

a值

0.5

6.8

84.1

7.85

27.83

79.7

12.25

3.8

80.8

11.15

14.6

88.6

3.35

78.4

13.55

82

9.95

11.9

80.2

11.75

91

0.95

（2）算法程序-floyd算法

function[D,R]=floyd（a）

n=size（a,1）;

D=a

fori=1:

n

forj=1:

R（i,j）=j;

end

end

R

fork=1:

fori=1:

ifD（i,k）+D（k,j）<

D（i,j）

D（i,j）=D（i,k）+D（k,j）;

R（i,j）=R（i,k）;

k

D

R

（3）建立带赋权图，其邻接矩阵

，其中：

（4）根据输入的赋权图的矩阵A（i,j），得出D（i,j）、R（i,j）：

D（i,j）：

i到j的最短距离；

R（i,j）：

i到j之间的插入点。

（5）对比结果，分析i到j之间本身是否是最短距离，如果是最短距离则可初步分析得出XX地图分析出来的最优路线是符合山西大学同学的最大满意度的；

如果不是，则说明XX地图在路线的算法上应该有所改进。

5.3分析结果

（1）赋权图如下：

（S1-山西大学，S2-北美，S3-火车站，S4-柳巷，S5-火车南站）

S1

S2

S3

S4

S5

（2）得出的D（i,j）、R（i,j）的矩阵，如下：

Dij

4.3

8.35

7.3

Rij

（3）结论：

根据运行出来的结果，除了S3-S1，S4-S2，S5-S2，S2-S4这几条路线与XX地图的结果不同,其他的路线都是最优的路线。

同时可以得出结论，针对山大的学生来说从S3-S1时，由S2转一站会获得更大的满意度；

从S4-S2，S5-S2，S2-S4的时候有S1转一站会更满意。

5.4总体评价

XX地图的最优路线的计算方式主要是通过整体的大众来进行设计的，并不一定可以满足所有的特定的群体的需求，根据山大学生的特殊需求，我们对几条常用路线进行优化。

经过路线的优化，对于有着特定需求的学生来说，经过优化处理的路线可以大大的提高出行的满意度，但是同时不足是对于有些对于十分不愿意转站的同学来说，可能不愿意采用这种转站的方式。

这是对山大的总体来进行的分析，对于XX地图的优化提供了一定建议。

6系统仿真分析

6.1建立数学模型进行仿真分析，SD工作程序示意图：

6.2认识问题

通过上述的要素的分析，分析得出来了运行时长、换乘次数、步行距离、等待时长、票价、车厢舒适度等指标对于公交系统的重要意义，同时通过背景中系统的环境分析进行结合对整个系统进行分析。

对于因素进行因果分析，除了公交路线的管理等因素外，系统中公交设施、公交运营、公交调度等因素都有一定的因果关系。

因果关系图，如下：

因果关系分析：

公交的满意度可以大大提高公交的客运量，从而使公交公司扩大公交规模增加运行的班次，减少了客户的等车时间使服务水平大大提高，更加提高了满意度情况。

但是车辆的拥堵情况会大大降低客户的满意度，所以公交公司的首要任务是对路线进行改善，减少车辆的拥堵情况。

流图如下：

6.3系统分析

综合太原市城市公共交通系统的特点，以山西大学为例建立了公交线路评价指标体系，运用系统动力学，层次分析法进行了详细的系统分析，并且利用现有数据进行了线路优化应用研究。

主要的研究成果和结论如下：

（1）线路层次化分析是公交线路优化的重要内容，也是公交线路优化的基础。

合理、科学的划分现状公交线路层次结构，可以有效的提高公交线路的效率。

层次分析法是一种定性定量分析相结合的方法，可以根据需要把各个指标的重要程度纳入到评价模型中，比较适合公交线路评价这种多目标、多决策的综合评价。

本文按照公交的评价指标或因素：

乘坐的满意度A1、舒适度B1、可达性B2、快捷性B3、经济性B4、等车时间C1、换乘次数C2、票价C3、步行时长C4、运行时间C5、车内环境等分析使乘客满意度最高的方案，提出优化线路功能的层次分析的实用功能。

（2）线路优化与仿真分析。

系统动力学仿真分析也是公交线路优化的重要内容，同时也是公交线路优化的基础依据，根据上述的要素的确定，明白了运行时长、换乘次数、步行距离、等待时长、票价、车厢舒适度等指标对于公交系统的重要意义，通过分析系统构成要素的因果关系和流图，进行仿真计算结果定量分析得出公交满意度、车辆拥堵情况、运营收入三者之间的关系，以便与公交线路的现状进行比较分析与评价。

（3）本文对于整个系统重点对于公交系统的分析指标进行了一定的评价，当公交的运营车辆增加的时候，公交公司的运营收入也会增加将会减少用户的候车时间同时会大大提高公司的服务水平，同时也会大大增加公交的满意度，是一个正循环过程，虽然也会大大增加车辆的拥堵情况，但是整体仍然起到了正提高的作用，所以整体对于公交公司来说，适当的提高运营的公交数对于整体将会有大大的提高。

公共交通整体功能的发挥，是有效利用道路资源，缓解城市交通拥挤的重要方法。

公交线路优化方法是公交优化的核心内容，利用系统动力学优化与仿真分析仅限于理论研究，在实际应用中的效果不明显。

城市公交线网是城市公交系统运行的物质载体，对公交线网的评价尤为重要。

运用层次分析的评价方法的科学性、准确性、直观性和易操作性在各个领域的综合评价中得到广泛引用。

通过系统分析评价，得出评价结果是：

XX路线选择总体是令人满意的，但是由于个人的需求不同，在对城市公交线网规划进行综合评价中必须涉及到参照标准的选择和确定，提高科学性、合理性和客观性，还有待进一步深入探讨。

附录：

MATLAB的运行结果：

[D,R]=floyd（a）

D=

00.50006.80007.85006.8000

0027.830012.25003.8000

14.600011.150003.350013.5500

7.850011.75000.9500011.9000

6.800011.15009.950011.90000

R=

12345

k=

1

006.80007.85003.8000

7.85008.35000.9500011.9000

6.80007.30009.950011.90000

12115

11345

2

00.50006.80007.85004.3000

11.150011.150003.350013.5500

12342

22345

3

D