公交网络的层次性与布局优化

As a basic phenomenon of transit network, hierarchy property has been widely used in the bus network planning practice at home and abroad. Practice has proved that hierarchy property will improve the function of transit system and its efficiency. It is an important way for the optimization of transit network. To solve the problem of lacking theory basis in the existing transit network level planning method, the research will study the complex characteristics of transit network and prove its hierarchy property on the basis of investigation. According to the evolution laws of complex network, the transit network evolution model will be established. The formation mechanism of transit network hierarchy property and its relationship with network performance will be studied on the basis of numerical simulation experiments. On the basis of passengers' behavior investigation, the hierarchical transit passenger flow assignment model will be studied. Then, the research will analyze the optimal grade proportion of transit network and put forward its optimization method. This research will help us to understand complex system characteristics of transit network and provide theory basis and practical method for its planning and optimization.

层次性作为公交网络的基本系统特性之一，在国内外的规划实践中已得到了广泛应用。实践证明，层次性有助于完善公交系统的功能和提高效率，是公交网络优化的重要方式。针对现有公交网络分层规划的工程实践缺乏必要的基础理论支持这一现实背景，本项目首先通过案例搜集与基础数据采集，研究公交网络的复杂拓扑性质，进行公交网络层次性的拓扑实证；其次，引入复杂网络演化规则的设计理念，构建公交网络的演化模型，开展数值模拟实验，研究公交网络层次性的形成机理及其与网络性能的演化关系；再者，通过交通调查研究多层次公交网络中的交通行为，构建多层次公交网络客流分配模型；在此基础上，研究如何确定公交网络层次的合理级配关系，并进一步研究基于层次性的公交网络布局优化方法。研究成果将深化对公交网络这一复杂系统的理解，为多层次公交网络的优化设计提供理论支持、分析方法和实用工具。

层次性是公交网络的基本特性，针对现有公交网络分层规划的工程实践缺乏必要的基础理论支持这一现实背景，开展了本项目的研究。.本项目首先进行了交通网络层次性的分析与实证研究，提出采用GIS等技术方法对城市实际交通网络进行研究。研究表明，拓扑方法可用于分析交通网络的层次结构及复杂程度。城市规模越大,交通网络越复杂,交通网络的层次越多。公交网络作为交通网络的一种，随着网络规模的增大，会形成明显的多层次结构。.项目提出采用因子分析法和系统聚类分析法进行交通网络的层次划分，基于实际数据，进行了实证研究，研究发现各种交通运输网络发展到一定程度都会表现出明显的层次性。实际数据表明，交通网络的层次越多，网络的运输规模就越大，运输效率也越高，这说明层次性能够优化交通网络结构，提高网络效率，缓解运输网络拥挤等问题。以较小的成本实现较大运输量，是交通网络层次性演化过程的动力机制。.多层次公交网络中的客流需求预测，微观上需要研究乘客的出行时间成本，出行时间影响乘客的行为选择，研究表明乘客对候车时间的敏感性大于在车时间的敏感性，候车时间是决定出行方式选择的关键因素。基于乘客的支付意愿，利用候车时间价值度量乘客感知候车时间，研究表明随着候车服务水平下降，候车时间价值增大。宏观上，研究了城市公共交通需求规模的预测，引入三角模糊数的概念，提出了考虑政策因素的模糊组合预测方法，对模糊组合预测的实现步骤和过程进行了说明，并结合实例证明了该方法的实用性和有效性。.项目研究了轨道交通网络化条件下，接运公交系统的设计问题。根据接运公交系统设计的特点和要求，从工程实用的角度，提出了接运公交网络的设计流程。建立了接运公交网络设计的优化模型，并提出了相应的求解算法。公交优先网络是多层次公交网络的主体，项目对公交优先网络的设计进行了研究，根据公交优先网络设计问题的特点，提出采用双层规划的方法来进行公交优先网络的设计，并提出了基于遗传算法的求解方法，以及基于VISUM软件的调整优化方法，可以为政府、设计公司进行公交优先网络设计提供参考。公交微循环系统是城市多层次公交网络的重要组成部分，但目前缺乏实用的规划方法。在现有常用的公交线路规划方法的基础上，基于微循环线路的特点和主要功能，提出了基于可达性的公交微循环线路的规划方法，对规划方法的可行性和实用性进行了检验，研究成果可为城市公交系统的规划与设计提供参考。