凯里经济开发区公交线路网的优化设计毕业.docx

1、凯里经济开发区公交线路网的优化设计毕业凯里经济开发区公交线路网的优化设计毕业 专业代码： 070101 学 号： 2008405010 本科毕业论文（设计）题目：凯里经济开发区公交线路网的优化设计学 院： 理学院 专 业： 数学与应用数学 班 级： 2008级（1）班 学生姓名： 吴忠军 指导教师： 余英（助教）罗永超（教授）2011年12月28日中文摘要、关键词 II英文摘要、关键词III 1.引言 1 1.1提出问题 1 1.2文献综述 1 1.2.1公交网络优化的目的及基本内容 2 1.2.2最短路问题简介 3 1.2.3MATALB软件简介 3 1.3研究意义 32.资料收集 33.研

2、究过程 4 3.1资料分析 4 3.2资料处理 4 3.3公交线路网络研究设计 4 3.3.1公交起讫点的选择 4 3.3.2公交起讫点的确定 5 3.3.3公交起讫点的配对 5 3.3.4具体公交线路径的确定 5 4.结果讨论 105.结束语 106.参考文献 117.致谢 118.附件 12 凯里经济开发区公交线路网的优化设计吴忠军(贵州省凯里学院理学院08级数学与应用数学，凯里市 556000)摘要：长昆铁路客运专线的修筑工作正在火热进行，凯里经济开发区的城市化进程也在一旁快速地推进。公共交通具有运载量大、运输效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等优点，在城市交通干线上最为明显，所

3、以在城市规划中公共交通的规划非常重要。公交线路网络的优化是城市公共交通设计的一个重要工作。对于任何一个公交系统，公交线路的设计是决定系统服务质量的主要因素之一。对于正处于规划建设中的凯里经济开发区，在城市建设方面也必须考虑其区域内的公交线路优化问题。本文主要对凯里经济开发区主要城区的公交线网的优化设计进行研究。本文用图论的最短路知识对收集的资料进行处理，然后结合实际情况对实验所得的成果修改完善，最后给出公交线网优化设计方案。关键字：公交网络；最短路问题；Dijkstra算法；Matlab；Kaili economic development zone of bus network optimi

4、zation designWuZhongJun(Guizhou Province Carey institute college of science 08 levels of Mathematics,city Kaili 556000)Abstract: With the quick construction of the passenger line from Changsha to Kunming, Kaili city also is promoting the urbanization of its Economic Development Zone quickly . Becaus

5、e public transportation owns the merits of heavy carrying capacity, high efficiency, low energy consumption, less pollution, and low cost, which most obviously appear in the use of urban transportation routes, the public transportation of city planning is very important. The optimization of public b

6、us lines network is a pretty important work of the design of urban public transportation. The design of public bus is one of the main factors, which determines the quality of system service. The under construction Economic Development Zone of Kaili city must consider the optimization of its regional

7、 public bus lines network. This thesis mainly studies the optimized design of the main city area public bus lines of Kaili Economic Development Zone. The author collects the dada by using the graph theory of the shortest route to process the data, and then revises and improves the experimental resul

8、t according to the practical situation, lastly, gives the optimized planning design of the public bus lines and network of Kaili Economic and Development Zone.Key words: public transport network; the shortest path problem; Dijkstra algorithm; Matlab；1.引言1.1提出问题 随着长昆铁路干线的即将通车，凯里市经济开发区的城市化进程将不断的加快。凯里市

9、经济开发区正处于由一个城镇向城市的华丽角色变化中，在这个过程中不仅其经济实力要达到城市的规模，其基础设施也要达到城市的规模。公共交通是城市必不可少的公共设施，所以在凯里经济开发区的城市规划建设过程中，公交线路网的设计是一个必不可少的任务。本文主要就公交系统的一个问题公交线路网进行研究。研究结果能为相关部门的工作带来一些科学参考，为凯里经济开发区的公交系统的优化设计提供理论依据。1.2文献综述 我国人多地少，可用资源相对贫乏，城市人口集中，尽管与发达国家和发展中国家相比，我国的机动车拥有量要低得多，但很多大城市的交通拥堵问题仍然是相当严重。为了改善城市交通状况，实现城市可持续发展，“中国技术政策

10、蓝皮书”明确提出要“大力发展城市公共交通”，当前国内许多城市也确立了“优先发展公共交通”这一交通发展的基本战略，希望抢在大规模小汽车发展之前确立起公共交通的主导地位。 公共交通网络优化设计在城市公交发展规划过程中是最为重要的规划步骤。对于任何一个城市的公共交通系统，公交网络布局是决定系统质量的主要因素。公交网络的优化设计直接影响公交服务水平，并且受到很多条件的限制，一直受到许多学者的关注。 在国内，城市公交网络设计的有代表性的研究有：东南大学王炜教授等出的全网最优的规划方法、逐条布设优化成网的规划方法12、结合现状公交网络的启发式逐条优化方法等三种方法。北京交通大学高自友教授等人提出的连续平衡

11、网络设计的双层规划模型和求解方法【3】。林柏梁等人在对公交网络设计的指派问题模型分析基础上，以所有乘客流的出行时间和实现公交网络的资金投入为费用目标函数，综合考虑了起讫点站场的容量限制，同一条道路上的重复线路的数量限制等因素，建立了公交网络设计非线性0-1规划模型【4】。杨超等人则用图论方法，以OD分布为基础依据，给出了城市公共交通网络最优的图论模型这些模型和方法为我国公交网络优化开辟了崭新的研究思路【5】。1.2.1 公交网络优化的目的及基本内容公交系统优化设计的目的 （1）为城市居民的出行带来方便。 （2）引导城市经济，规划向着健康、高速、可持续的方向发展。 （3）乘客与公交公司之间出现双

12、赢的画面。公交线路优化设计的基本内容： （1) 公交线路的优化。 （2) 公交站点优化。 （3）公交调度优化。1.2.1.1公交线路优化目标 （1）最大的直达乘客人数 直达客人数指不需要中途换乘就可以到达目的地的乘客人数，直达乘客人数是一个非常重要的指标，它可以表示一个公交线路的主要方便程度，是较常用的优化目标 （2）最小出行时间 该时间包括候车时间和乘车时间，候车时间与公交发车频率有关，而乘车时间则与公交线路有关。 （3) 最大公交公司利益 公交公司的最大利益指公交公司投入产出比最大。 (4) 公交线网的服务面积度 保证线网的服务面积率，减少公交盲区。1.2.1.2 影响公交线路规划的因素

13、（1）城市客运交通需求 公路沿线的人口分布情况，直接影响到客运量的大小。 （2）道路条件 对于常规公交线路网来说，道路网是公交线路网的基础，设计公交线路网时首先要考虑到道路的几何线性、路面条件和容量限制等因素。1.2.2 最短路问题简介 最短路问题是网络理论中应用最广泛的问题之一。许多问题可以使用这个模型，如设备更新、管道铺设、线路安排、厂区布局等。解决最短路问题主要的算法有：Dijkstra算法，逐次逼近算法和Floyd算法。Dijkstra算法是由Dijkstra于1959年提出，可用于求解指定两点间的最短路，或从指定点到其余各点的最短路，目前被认为是求无负权网络最短路问题的最好办法。 1

14、.2.3 MATALB软件简介 MATLAB 是MATrix LABoratory（ 矩阵实验室 ）的缩写，该软件是由美国MathWork公司20世纪80年代初开发的一套以矩阵计算为基础的科学和工程计算软件。1.3研究意义 国内外学者通过研究影响交通网络设计的因素，主要包括乘客流、资金投入、及道路条件等因素展开自己的研究，达到公交网络的优化设计。本文主要以凯里经济开发区的道路规划图为基础，进一步给出其主城区的公交网络的优化设计，假设研究中的每条公路都满足公交车运行的相关要求，规划图中正在建设的道路和规划道路全看成已有的道路。研究结果能为凯里经济开发区的城市规划及相关课题的研究提供理论依据。2.资料收集 凯里经济开发区城区建设正在火热的进行，建设局作为城市的规划单位，其工作任务重大。通过走访凯里市经济开发区建设局相关人士，收集到凯里经济开发