济南市102路公交车优化调度.doc

1 前言 1.1 选题背景及意义 随着我国经济的迅猛发展，城市化进程也得以快速的推进，人民生活水平不断提高的同时，种种社会矛盾也突显出来，城市交通拥挤就是其中之一。随着汽车保有量的迅速增长，以及城市人口密度的膨胀，城市交通拥挤现象日益严重，这不仅给市民工作生活带来不便，而且随之而来的能源短缺问题，环境污染问题也更是深刻影响着社会的可持续发展和市民的身体健康，因此，发展公交便成为一种行之有效的方法。而在公交系统的发展、研究过程中，公交系统的优化调度则是其中的核心因素。 在国外，尤其一些发达国家，虽然城市化进程基本已经结束，但是西方发达国家目前仍然对城市公共交通系统调度的研究非常重视，学者们对城市公交调度的研究主要侧重于区域调度系统的探究，重视整体化交通的系统研究[1]。近年来运用计算机对复杂的调度模型进行优化研究也成为一种趋势，比如美国的Adamski[3]等运用SIMULlNK仿真工具对处于准点控制、发车时间控制、协同控制和随机控制4种调度控制模式下的公交线路运营状况进行了仿真研究。另外，在国外依托GPS定位系统系统的智能自动调度系统的研究也是最新的一种趋势。 在国内，在我国政府的大力支持下，各科研院校以及交通部门针对如何提高城市公交系统的高效运行做了很多研究工作，使城市公交系统调度的研究取得了一定的进展。戴连贵，刘正东等提出了公交调度发车间隔多目标组合优化模型[2]，胡兵.提出了基于排队论的公共交通系统运营优化研究[5]，郑建湖，黄志龙，陈建彬，王桥等.提出了基于单服务台的公交车辆发车间隔优化模型[6],但是与国外相比还有很大的差距，虽然有了BRT等一些智能公交的研究与试运营也取得了一定的成绩，但是由于基础交通设施的不同，国内现行的运行方式大多仍然采用定时定、点定、定线的单线调度方式。 公交调度是公交系统研究的核心要素，研究公交调度对城市公交系统的安全、合理运行起到了关键作用，合理的公交调度能够大大节约市民的出行时间，从而给市民的出行带来很大的方便，带来更大的社会效益，同时也能够降低公交公司的运营费用，从而有利于提高公交公司的效益。 1.2 研究内容与目标 本文的研究对象是济南市某既定公交线路（102路）。其以济南市102路公交路线为模型，本着提高社会效益，兼顾公交公司利益的原则，采用witness仿真的方法，对该路线的发车频率进行优化调度研究。具体研究内容如下： 调查乘客的可接受等待时间。市民出行不得不考虑时间问题，因此确定乘客的可接受等待时间也就成为公交的调度研究者不得不面对的问题，这就需要考虑到乘客的可接受时间的问题。 数据的搜集。本文是基于原既定模型的优化问题，因此对原路线数据的搜集就显得尤为重要，数据的搜集是研究的基础，数据也是研究的核心要素。 针对客流量大小会随时间变化而变化，以及不同站点上下车的乘客人数不同这一现象，进行分时段，分站点的数据观察记录，通过对该路线不同时段客流量大小的统计、分析，确定不同时段发车时间间隔。 为了完成这项工作需要获得如下数据： 本路线的总站点数，每个站点的上下乘客的人数，站点间公交车的平均运行时间，路线总里程，公交公司需要的车辆总数等。 当然这些数据有些需要现场考察，直接采集，有些则需要计算得到，通过搜集分析数据建立相应的数学分布函数，建立witness仿真模型，优化模型得到合理的发车时间间隔 由于现在运行的模型路线乘客人数过多，乘客的等待时间过长，往往由于很多乘客因等不到车或者说等待时间过长而转搭其他路线，使得市民的时间浪费严重，抱怨不断。本文希望在现有模型的基础上对现有数据进行研究分析，以期能够优化原有现行路线的调度问题的不足，减少市民抱怨，改善公交运行环境，同时兼顾公交公司的效益，在使其不至于过度浪费车辆的基础上解决这种现行方案中明显的不合理调度问题，实现公交公司效益与社会效益的双重最优化。 1.3研究方法 现今针对公交系统在内的很多物流系统的研究方法很多，本文区别于多数公交系统调度的研究方法，借助当前在仿真领域呼声很高的witness平台，采用witness计算机仿真的方法进行研究分析，摒除了一般方法研究过程计算繁琐，研究结果表述形式抽象的不足，采用仿真形式，建立可视化虚拟现实的仿真形式使得表述结果形象直观，对即时信息变动的跟踪改进方便可行，相比其他研究方法具有相对明显的优势。通过对现行济南市102路公交车的运营数据进行搜集、分析、研究，建立基于witness平台的仿真模型，进而对结果分析，提出优化方案。 2济南市102路公交线路分析 2.1 线路现状分析 济南市102路公交车，西起济南大学新西门东至二环东路附近葛家庄，几乎横贯济南市区东西，沿途经过28个站点，路线异常繁忙，乘客抱怨严重。 缘何102路公交线路如此繁忙，通过观察分析有以下几点原因： （1）102（2（3