城市多式公交网络综合优化与协同运行理论研究

随着城市交通拥堵日趋严重，优先发展公共交通成为我国城市交通的发展战略。城市多式公交网络综合优化与协同运行问题包括基于城轨网络的常规公交线网规划、常规公交和城轨开行频率和运行时刻表的综合优化，该问题的困难在于出行需求波动性、交通网络复杂性、公交方式多样性、巨量方案离散性和评价指标关联性。本项目提出描述城市公交需求的关键时段线性平滑法，通过优化高峰关键时段的多式公交线网和发车频率、其它关键时段的发车频率，以及优化运行时刻表，形成整体性优化框架。公交客流均衡分析能够同时表现拥挤效应和换乘行为。通过分析公交线路段的层次结构和连接关系，提出先搜索、筛选公交线路段，再组合拼接公交线路的优化方法。建立运行时刻表线性规划模型，同时优化运行线密度分布和列车运用计划，并可设计具有网络流特征的高效求解算法。.本项目力图建立多式公交线网规划和运行时刻表的综合优化与协同运行理论与方法，吻合城市公交的波动需求。

随着城市交通拥堵日趋严重，优先发展公共交通成为我国城市交通的发展战略。城市多式公交网络的综合优化与协同运行问题包括基于城轨网络的常规公交线网规划、常规公交和城轨开行频率和运行时刻表的协同优化，该问题的困难在于出行需求波动性、交通网络复杂性、公交方式多样性、巨量方案离散性和评价指标关联性。. 本项目在前期研究的基础上，通过收集和整理研究典型城市原始数据，分析公交线网的网络结构和规划方案，确定公交线路段的层次结构和连接关系。在均衡分析方面，分别对基于多式公交线网与发车频率的旅客出行换乘选择行为、基于出行时间可靠性的城市支路网络，以及基于出行时间预算的多模式多类用户城市交通进行分析。在公交线网规划方面，提出两种优化方法，即基于策略均衡分配的公交线网优化方法和分段拼接组合的常规公交线网优化方法，完善了常规公交线网规划与发车频率优化方法，提出的模型与算法生成的公交线网具有良好的服务和经济指标；并且，提出交通网络轮流限行方案优化方法，对轮流限行方案的制定与评价提供了理论支撑。在特殊车道设置方面，提出适用于路网潮汐流的可变车道设置方法，可以对早、晚高峰时段可变车道设置方案进行综合决策。同时，为发展“公交优先”，对公交专用道设置方案进行分析与优化，在考虑交通网络降级和拼车条件下，研究公交专用道的优化与评价问题，揭示了公交专用道设置的相关规律和特征，能够为合理设置公交专用道提供科学依据和理论支撑。在换乘网络优化方面，对公交站点与轨道车站间多对多客流需求条件下的轨道交通关联的公交接驳线网优化问题进行研究，提出基于换乘网络的公交接驳线网优化方法。鉴于城市交通出行需求具有时间波动性，基于“理想输送”的概念和元胞传输模型，提出城市轨道交通网络客流动态分配方法，获得时变需求；在此基础上，对城市轨道交通列车运行计划进行优化研究，在满足服务水平的基础上最大化运营效益。. 本项目建立多式公交线网规划和运行时刻表的综合优化与协同运行理论与方法，吻合城市公交的波动需求，为城市公共交通系统运行提供了必要的理论支撑。