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学位论文-—基于邻接矩阵法的威海市公交换乘组织研究.doc
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1、哈尔滨工业大学本科生毕业论文(设计) 基于邻接矩阵法的威海市公交换乘组织研究摘要公交换乘系统是城市客运交通系统的重要组成部分,是公共交通优先的保证,也是城市客运交通整体化的关键,对城市结构的完善、土地使用的合理化有着重要的意义。本文从分析公共交通换乘体系的构建入手,进行系统网络的分解,对国内外公共交通换乘现状及研究状况进行分析,指出解决公共交通换乘问题刻不容缓,要形成合理的交通结构,必须综合考虑各方面的因素。论文阐述了城市交通面临的问题,提出公交换乘系统组织优化的必要性。在广泛调查数据,了解关于公交换乘组织的国内外研究现状,调研并分析威海市公共交通现状基础上,对公交换乘实现方法进行对比,选用邻
2、接矩阵法来研究威海市的公交换乘组织。通过对威海市交通网络进行划分,选取重要换乘站点列写邻接矩阵并推算。利用运算结果来分析现有公交换乘系统中所需要的换乘次数、换乘时间、出行费用、出行距离等。对这些数据进行分析,进而对该换乘系统进行定量评价。根据定量评价的结果,综合考虑乘客、公交车辆、道路条件等的交通特性,根据经济、适用、协调可持续的原则,提出合理的优化方案,包括填补公交换乘系统中线路盲区,合并重复或相似度过高的公交线路,实行票价浮动政策等具体方案。从而构建一个更为合理适用的公交换乘系统。关键词 公交换乘;邻接矩阵;系统评价;组织优化RESEARCH ON WEIHAI PUBLIC TRANSI
3、T TRANSFER ORGANIZATION UNDER THE ADJACENT MATRIXAbstractPublic transit transfer system is the important composition of the passenger transport system and is the guarantee of the city transport priority, the key to the integration, which is significant for the perfection of the city structure and ra
4、tionalization of land use.The research starts analyzing the frame of the change system of urban public passengertransport, decomposing the system network, and analyzing its domestic and foreign research. The paper Points out it is great urgent to solve the public transportation contradiction and for
5、ming the rational transportation structure must be well synthesized by many aspects. At first, this text expound the problems facing urban transport, it is proposed that the necessity of the city public transit transfer system optimization. In a wide range of survey data, information on bus transfer
6、 organizations on the status quo at home and abroad, research and analysis of Weihai City, public transport on the basis of the status quo, bus transfer method of comparison, the choice of the adjacent matrix method to study the Weihai city public transit organizations. The City of Weihai traffic th
7、rough the network of selected sites are important transfer write adjacent matrix and projections. Operational results of the use of the existing public transit system needed to the transfer number, then take time, travel costs, trip distance, and so on. With the analysis of these data, then the stud
8、y transfer system for quantitative evaluation. According to the quantitative evaluation of the results, considering the passengers, public transport, road traffic conditions, and other characteristics, economic, apply the principle of coordinated and sustainable, reasonable optimization programmes,
9、including the transfer system to fill bus lines in the blind spot, the merger repeat Similarity or excessive bus lines, implemented the policy of floating the fare specific programmes.To build a more reasonable application of public transit transfer system.Keywords Public Transit Transfer, Adjacent
10、Matrix, System Evaluation, Organization Optimization 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 研究背景及问题的提出11.2 国内外研究现状31.2.1 国外研究现状31.2.2 国内研究现状41.3 课题研究的意义和内容61.3.1 研究的意义61.3.2 研究的内容和方法8第2章 城市公交换乘组织理论研究102.1 公交换乘系统概述102.1.1 公交换乘组织定义102.1.2 公交换乘系统主要内容102.2 公交换乘的地位和作用102.2.1 换乘的必要性102.2.2 换乘的有效性112.3 公交换乘的实现方法112.3.
11、1 常规方法112.3.2 邻接矩阵法132.4 本章小结15第3章 威海市公交换乘系统组织评价163.1 威海市城市道路网络分析163.1.1 威海市路网系统的特点163.1.2 路网分块163.2 城市公交系统现状183.2.1 现有公交线路状况183.2.2 现有公交线路地理分布图213.3 公交换乘邻接矩阵列写及推算283.3.1 公交换乘系统线路邻接矩阵列写及推算举例303.3.2 公交换乘系统线路邻接矩阵列写313.3.3 公交换乘系统时间邻接矩阵列写及推算333.4 公交换乘系统评价343.4.1 公交换乘系统评价指标体系建立343.4.2 公交换乘系统评价353.5 本章小结3
12、9第4章 威海市公交换乘系统的优化404.1 优化体系的原则404.2 优化的影响因素404.3 对现有公交换乘系统的优化方案414.4 本章小结46结论47致谢48参考文献49附录51初始邻接矩阵51莱海51威韩商城56实验中学60海港客运站64华联商厦67特乙甲家居广场69- 69 -第1章 绪论1.1 研究背景及问题的提出1987年威海市成为地级市,随着威海市改革开放的深入与经济的持续高速发展,威海市作为胶东半岛中心城市的辐射作用越来越突出。虽然几年来,威海市城市基础设施,如铁路、海运、航运和公路运输等都得到了迅速的发展,但是,随着车辆保有辆的增加和人流、物流量的快速增长,城市交通量也迅
13、速增加,城市交通问题13日趋突出。汽车造成的道路拥挤,行车不畅,车辆延误,并且还产生空气污染和噪音污染,不仅对城市居民的出行带来了很大的不便,阻碍了经济发展,而且,给政府和交通部门带来了很大的压力。随着和谐、可持续发展城市交通概念的提出,许多城市开始采用综合交通运输政策。该政策能够发挥各种交通方式的特长,尤其是大容量的公共汽车和快速轨道交通车辆,来降低汽车交通需求,缓解交通矛盾。作为城市主动脉的公共交通承担着越来越繁重的运输任务。与此相对应,公交的线路数量和投入运营的车辆数量也在迅猛增加,公交的服务时间在延长,服务范围在扩大,服务质量在提高,对人们的吸引力也在增强,在油价上涨和能源短缺的今天,
14、人们的出行将越来越依赖公共交通。(1) 交通需求的增长交通需求的增长来源于经济的增长和城市自身发展的需要。城市化发展对城市交通提出了更高的要求。到2000年底,威海市人口为52.96万人。按照目前的城市化进程,预计到2010年,城市人口可达到72.82万人左右,机动车保有量为18.87万台,城市化水平将达到一个新的高度。展望城市未来的发展,城市客运交通系统的发展必须与之相适应。 威海市作为区域交通枢纽的作用日益加强。从环渤海经济圈层面、山东省域层面、青烟威区域层面、威海市域层面四个不同层面,结合威海不同的城市地位,威海“大交通”地位已经不可否认。而庞大的运输量需要相应的城市内部运输能力来提供保
15、障,没有足够的交通设施是完不成外来运输任务的。 城市中自行车拥有量已趋饱和,但其绝对数量还在增加,并开始呈现出向小汽车转化的发展趋势。特别是最近几年,城市机动车增幅在年均15左右。随着汽车工业产业政策的实施及一些有利的私人购车措施的出台,将会有更多的汽车进入城市,城市客运交通将面临更为严峻的局面。 城市用地的扩大,导致了公交出行距离的增加,换乘问题至关重要。(2) 交通供应严重不足4 道路网络设施是基本的交通供给。其供应不足主要表现在三个方面:其一是路网容量不足。其二,路网结构不合理:道路空间结构多处于平面交通状态,主干道上行人过街影响突出;路网功能布局混乱,主干道、次干道和支路比例失调,衔接
16、关系紊乱,难以适应交通现代化的需求。其三,忽略交通静态设施(如停车场、交通管理标志和信号设施,公交站点、换乘枢纽等)的建设,难以满足交通管理的需要,影响道路通行能力。 由于缺乏重视和适当的资金投入,我国常规公交日益滑坡而私人交通发展较快。据世界银行的预计报告,中国大部分城市的公交出行分担率在6%25%之间,而国外大城市的公交分担率一般在4080之间。虽然近年来我国特大城市的轨道交通筹建速度也明显加快,但由于投资巨大,总的来说,尚处于起步阶段,发展缓慢,大城市要形成以大中运量轨道交通为主体的综合客运体系,还需要一个相当长的过程。至今,我国仅有北京、上海、天津、广州四座城市拥有地铁,其他大城市公共
17、交通出行几乎还全部依靠常规地面公交,尚未形成以轨道交通为骨干的综合客运交通体系,公共交通不堪重负。城市公共交通的矛盾主要表现为公交客运量的供求矛盾、服务质量较低与居民出行多层次需求的矛盾。 到2000年底 ,威海市公交总公司已经拥有在册车辆数333辆,其中单节车233辆,中巴车91辆,铰接车9辆,折合标准车381.5标台。城市公交每年承担的客运量是7103.9万人次,是1995年客运量的3.7倍,公交车年收入3103.9万元,是1995年的4.25倍。目前,威海市每万人拥有公交车辆数为12.1标准台/万人, 公交车辆平均安全运行间隔里程为71.1万公里/次,公交车辆进场率为6.5%,车辆报废率
18、为2000年为40%,2001年的报废率为62.5%,新增车辆全部是新型城市公交车辆。威海市的轨道交通尚处于开发阶段。这些还不能满足居民快速增长的出行需要。(3) 交通管理手段落后交通管理是保障交通安全,提高通行能力和维持交通系统协调,并实现交通可持续发展的重要措施。目前,我国城市中交通控制和交通安全管理的现代化设施极少。威海市只有部分主要路口采取了智能交通控制手段。面对日趋尖锐的城市交通需求与交通供给之间的矛盾,为了缓解城市客运交通车辆拥挤、道路堵塞的严峻局面,特别是针对城市发展中存在的土地资源非常紧张的形势,越来越多的交通工作者认识到解决城市交通问题的根本出路在于优先发展公共交通,建立一个
19、以轨道交通系统为骨架,以常规公交为主体,多种交通方式互相协调的总和客运交通体系,以提高城市的整体客运交通水平。在公共交通的使用中,面对着人们的活动范围的扩大,出行往往不可能一次到达,如何换乘成为人们出行前首先要考虑的问题。完整的出行问题是解决从出发点到目的地的路径选优的问题。乘客从某一起点,可能需要一次或多次换乘不同的线路才能到达目的地,其中核心的问题是换乘问题,即换乘几次,如何换乘的问题。本文试图利用邻接矩阵的理论来解决这一问题。1.2 国内外研究现状 1.2.1 国外研究现状随着综合交通体系的发展,国外发达国家大城市各种交通方式的多式联运、港站内各种运输设备的匹配与布置日益一体化,城市对外
20、交通与城市内部交通的衔接也趋于成熟。在技术上,各种交通方式的集约要求逐渐淡化各自为政的行业领域观念;在管理上,不同部门之间的协调和谈判成为工作制度和管理组成部分。例如纽约城市公共交通各种方式(地铁、通勤铁路、轻轨地面公交、轮渡等)均由纽约州交通局(NewYork Metorpontan TrnaPsrtatino Authority)统一管理,实现各种交通方式之间统一规划和管理。城市公共交通的这种管理体制便于组织各种交通方式之间的衔接和换乘,提高整个城市交通系统的运输效率。很多城市也非常重视交通方式衔接与换乘系统的建立。巴黎公共交通是一个庞大而复杂的综合交通网,因而各种线路和交通方式之间的衔接
21、和换乘十分重要。在它地铁各换乘站,乘客不必出站就可以换乘另一线路的列车,另外,还有不少组织得很巧的换乘枢纽,把铁路车站、地铁站、公共汽车站、出租汽车站、停车场及一些商店巧妙地设置在同一建筑中,形成地下和地面立体配置,达到整体化的要求。它的许多换乘站都按照其功能要求,因地制宜地设计56。公交换乘系统在众多欧美国家已经非常先进与发达,同样,对于公交换乘系统的理论研究工作,它们己经远远领先我国水平。Peter提出只有乘客到达换乘点的时间变动在固定的时间范围之内,才能定义最适合的换乘时间7。J.Anez研究了用二重图表示公交网络中换乘情况的简化模型。HongK.ol等建立了模型来解决多种公交方式换乘过
22、程中计算换乘方式数目及换乘中的非线性费用两个问题。NguyenS与SpiessH将乘客选择公交换乘作为通常的线性问题研究,他认为乘客并不是选择在公交站点第一辆到达的公交汽车,而是使整个出行时间最短的公交汽车。wu,J.H考虑了公交等待时间和在车时间,对spiess的研究内容加以改进。FernandezE建立了多种运输方式交叉换乘的框架模型,提出了3种整合模式和路径选择方式。LZoanoA与StorchiG研究了换乘方式选择中的行为问题5。1.2.2 国内研究现状我国的公交换乘系统虽然较国外起步晚一些,但是经过国内学者的不懈努力,取得了一定的研究成果,主要体现在如下4个方面5:(1) 研究公交换
23、乘系统功能,指标以及对公交网络优化的影响裴玉龙等通过引入换乘强度指标,建立了换乘强度模型,探讨了换乘强度指标在停车换乘规划和换乘需求定性分析中的实际应用意义。韩传峰,胡志伟通过建立数学模型,研究城市公交路网的拓扑结构,计算反映其综合性能的指标一平均换乘次数,对该城市的公交路网的性能做出评价,据此评价给出该公交路网的发展战略汇。师桂兰等以平均换乘次数反映网络可达性这一指标,来讨论公交线网的性能,最后得出结论:换乘次数越大说明城市公交路网的可达性越差,公交路网的性能也越差,反之换乘次数越小说明该城市的公交路网的可达性越好,公交路网的性能也越好。田琼考虑从生活区到工作区有三种交通方式可供选择的情形:
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