考虑乘客候车时间的公交发车间隔优化方法开题报告
2020-04-05 10:04
1. 研究目的与意义（文献综述）
在“优先发展公共交通”的政策背景之下，不仅社会对公交服务可靠性的要求越来越高，公交运营部门也在寻求提高自身调度管理水平的方法与途径。公交时刻表是联系公交运营部门和乘客之间可靠服务的桥梁，不精确的公交时刻表不仅在乘客出行途中增加了不确定性因素，也会使得乘客对公共交通系统的整体评价较低。
现行的公交时刻表编制方法主要有两种：均匀发车间隔与均衡载客发车间隔。从班次拥挤程度角度分析，均匀发车间隔方案适用于特征时段内乘客到达率波动不大的情况，而在客流到达分布不均匀时将导致车辆载客量严重不均衡，部分班次拥挤程度远远高于其他服务班次；均衡载客发车间隔方案的提出正是为了克服客流分布不均匀导致的班次载客不均衡情况，使得所有班次拥挤程度相同。因此，均衡载客发车间隔方案可以使得乘客获取到更高的服务舒适性。
2. 研究的基本内容与方案
在确定特征时段内的发车频率后，公交运营企业会面临如何制定起始站点发车间隔的问题；起始站点发车间隔对公交运行服务的影响集中体现在两个方面：一是乘客的站点候车时间，二是车内的乘客拥挤程度。常用的确定特征时段内起始站点发车间隔的方法有两种：均匀发车间隔与均衡载客发车间隔。均匀发车间隔方案下特征时段内发车间隔为常数（h=c），使得公交线路具有较高的服务可靠性，但会导致不同班次载客率不均衡；均衡载客发车间隔方案下特征时段内高峰断面（或班次）载客量为常数（B=c），发车间隔与乘客到达强度（乘客到达率）成反比，可以保障公交线路具有较高的服务舒适性，但会导致班次之间到达间隔不稳定。同时，这两种方案都没有考虑优化乘客站点候车时间，其时间价值权重远远高于车内时间。
因此，本论文期望寻找一种更优的发车间隔方案，能够兼顾均匀发车间隔（较高的候车时间可靠性）与均衡载客发车间隔（均衡的载客人数）两种方案的优点，同时使得特征时段内乘客总候车时间达到更小。
论文提出从以下三个方面解决问题：
（1）基于乘客候车时间最小的时刻表优化模型建模：构建站点乘客候车时间函数，并求解其极小值成立的时刻表方案。
（2）公交时刻表模拟仿真评价：在EXCEL当中根据客流数据自动模拟生成三种不同类型（均衡间隔、均衡载客、最小候车时间）时刻表，并从发车间隔稳定性、载客均匀性以及候车时间三个方面对所有方案进行综合评价。
（3）参数的灵敏度分析：分析参数a（ρah=c）的变化对乘客候车时间、候车时间可靠性的影响。
本论文基于目前现有的均匀发车间隔和均衡载客发车间隔的公交时刻表编制方法，用理论分析及模型检验的手段论证现有两种决策方式的不足，综合上述两种时刻表编制策略，提出考虑乘客等待时间的时刻表编制方法。在提出这一方法后，通过编制EXCEL数据表计算此种情况下的公交发车时刻表，进行参数的灵敏度分析，对不同时刻表编制方法的编制结果进行综合评价。
论文拟撰写的各章主要内容列表如下：
表3-1 论文各章主要内容一览表
| 章节编号 | 题目 | 主要内容 | 研究方法 |
| 第一章 | 绪论 | 课题来源、研究背景、目的意义、研究内容与技术路线 |
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| 第二章 | 国内外相关研究综述 | 相关研究的发展现状与趋势，本研究的学术定位，国内外研究水平比较 | 归纳与比较 |
| 第三章 | 基于乘客候车时间最小的时刻表优化模型建模 | 基于乘客候车时间最小的时刻表问题分析，研究对策、基本模型及优化方法 | 数学建模，一般方法求解 |
| 第四章 | 公交时刻表模拟仿真评价 | 生成三种不同类型（均衡间隔、均衡载客、最小候车时间）时刻表，并从发车间隔稳定性、载客均匀性以及候车时间三个方面对所有方案进行综合评价 | 利用ExcelVBA建模求解 |
| 第五章 | 参数的灵敏度分析 | 分析参数a（ρah=c）的变化对乘客候车时间、候车时间可靠性的影响。 | 参数灵敏性分析方法 |
| 第六章 | 结论与展望 | 对本论文提出方法的总结，发掘不足之处 |
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3. 研究计划与安排
2017年3月：查阅与毕业论文相关的文献，根据导师意见，完成开题报告及论文第一章的绪论撰写；
2017年4月：从乘客候车时间函数出发，推理证明使得候车时间取得极小值的发车时刻表方案，完成论文相关章节的撰写；
2017年5月：针对评价要求制定相关调查方案，完成论文所需数据资料的采集工作，模拟三种不同发车时刻表条件下的公交运行结果并对三种时刻表方案进行对比评价，完成论文的其余章节撰写工作，字数不少于15000字，参考文献不低于15篇，其中外文文献不少于3篇，并完成不少于5000汉字外文资料翻译一篇；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] depalma, a. and lindsey, r. (2001). “optimal timetables for publictransportation.” transportation researchpart b, 35, 789-813.
[2]furth, p.g., and muller,t.h.j. (2006). “service reliability and hidden waiting time: insights from avldata.” transportation research record1955, transportation research board, washington, d.c., 79-87.
[3] ceder,a. (2007). public transit planning andoperation: theory, modeling and practice. elsevier, butterworth-heinemann,oxford.
