[发明专利]基于中心辐射型网络框架的多模式公共交通网络设计方法

摘要

本发明公开了一种基于中心辐射型网络框架的多模式公共交通网络设计方法，在新建的地铁网络系统下，以中心辐射型网络为框架对城市普通公交网络进行重新设计，构建多模式交通运输系统。主要包括：(1)运用聚类方法对乘客需求点进行聚类，为地铁站和公交站台选定枢纽中心站。(2)基于新建成的地铁网络，提出多模式交通网络设计，包括采用启发式路线生成法进行主干公交线路的设计，运用旅行商问题进行接驳公交线路的设计。(3)建立双层规划模型问题来描述线路发车频率优化的决策过程，并利用人工蜂群算法进行求解。

主权项

一种基于中心辐射型网络框架的多模式公共交通网络设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：运用基于乘客需求点密度和相对距离的聚类算法对乘客需求点进行聚类，在新建地铁网络上选取枢纽中心站点，被选节点应符合以下标准：(1)站点乘客需求量大于平均站点需求量(2)与其他需求密度相似的节点距离大于2km；步骤二：基于步骤一所选定的枢纽中心站点，采用两阶段启发式算法分别生成主干公交和接驳公交线路，具体流程为：阶段一，生成主干公交线路：首先从乘客角度，利用最短路径算法在每一起讫点对之间生成距离最短路径，记为集合A；从公交公司角度，在每一起讫点对之间生成运输效率最短的路径，记为集合B；从所有起讫点对之间的线路中筛选同时满足以下条件的线路，生成最终的主干公交线路：(1)枢纽约束：每条公交线路至少通过一个枢纽中心站；(2)线路长度约束：公交线路的长度小于允许最大值；(3)站距约束：站台间的间距大于S km，其中0.2≤S≤1；阶段二，生成接驳公交线路：把接驳公交线路生成问题看作是旅行商问题，根据地铁站点周围的需求点的数量和分布情况确定接驳公交线路设计；步骤三：把每个食物源中的解看作为各线路发车频率组成的可行解，利用人工蜂群算法求解双层规划模型，得到线路最优发车频率，所述双层规划模型由上层规划模型和下层规划模型构成，所述上层规划模型为：其中，λ是时间价值，Z1和Z2分别表示所有乘客的总出行成本和公交公司的运营成本，W表示起讫点对w的集合，qw表示起讫点对w间的乘客需求，和分别表示在起讫点对w中乘客选择多模式出行、仅公交出行和仅地铁出行的比例，和分别表示多模式出行时、仅公交出行时和仅地铁出行时的总出行成本，CR，CB和CF分别表示地铁出行、主干公交出行和接驳公交出行每车每小时的运营成本，和分别表示地铁出行、主干公交出行和接驳公交出行中的每一条线路的往返出行时间，LR，LB和LF分别表示地铁出行、主干公交出行和接驳公交出行的线路集合，和分别表示地铁出行、主干公交出行和接驳公交出行的发车频率；所述下层规划模型为：minv,wz3=Σw∈W(Σa∈Acava+Σi∈Nωi)]]>其中，Z3表示乘客在途的总出行时间和总等待时间之和，v表示乘客总流量，ca和va分别表示路段a中乘客的出行时间和流量，ωi表示节点i中乘客的等待时间，W表示各起讫点对w的集合，A表示各路段a的集合，N表示各节点i的集合。