杭州电子科技大学
毕业论文开题报告
下沙高教园区部分公交线网
题 目
设计分析与优化
学 院 管理学院
专 业 工业工程
姓 名 庞 娜 娜
班 级 09036811
学 号 09036802
指导教师 刘 广
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
（一）选题的目的和意义
随着杭州地铁1号线的开通，对于下沙公交线路上的人流量有重大的影响。现阶段，下沙公交普遍存在线路绕远、里程过长、间隔过大、候车过久等问题，究其根本原因，是由于城市用地规模的扩大导致了居民出行距离日益加长，对常规公交系统线路的时效性和运能提出了更高的要求。
面临公交需求与问题并存的情况，通过科学规划和建设提高线网密度和站点覆盖率，优化运营结构，形成千支协调、结构合理、高效快捷并与城市规模、人口和经济发展相适应的公共交通系统。其中的首要问题便是如何选择合适的公交线路规模，线路规模设计在公交规划中的地位，它不仅直接决定着线路设计工作，而且对线网规划和优化调整有重要反馈作用，其定位打破了规划调整而后落实的传统流程，弥补了线网规划调整与线路设计之间的落差，使线路铺设方案更具有可操作性，能更有效地提高线路服务水平。
综上所述，设计的目的旨在提出一种公交线路规模的优化设计方法，通过优化城市公交线路的规模来指导公交线路设计，提高公交线路的服务水平。
（二）目前国内外研究动态 国外研究现状：
国外对于城市常规公交线路优化方法的研究较早，发展过程一般可以分成三个阶段：
第一阶段，战后至60年代初。这阶段主要采用经验定线法，这种方法有两种形式：;一、自然演变法：随着城市的扩大使公交线路不断增加，增加的依据是市民的反映和公交公司的观察和经验，对人流量的统计和经验。二、权威定线法：主要依据某些权威机构或个人经验和知识确定线路网方案。
第二阶段，60年代至80年代初。这阶段随着系统学科的迅速发展，线路确定的主要方法为系统分析法。Lampkin首先对公交线网进行了规划，将乘客的舒适度同出行时间一起作为公交线网服务指标之一，建立了一个网络设计模型，并研究对未来公交网络规划的TRANSEPT软件包。Hirsch等在固定费用公交网络化问题上作了尝试，把公交线网优化模型设计成一个固定需求模型。求解这类模型的分支定界法、假定公交网络上各公交车间隔相等的启发式算法、分解算法也相继提了出来。Mandlc采用近似算法，求较优可行解，并与经验方法结合，在线网初次形成后进行调整。
第三阶段是80年代至今。这阶段是研究的高潮，大概有十几种方法出现，一般的思路是：利用有关理论与网络站点优化方法，将居民OD合理的分配到公交网络中，形成优化流分布，在一定的约束条件下，采用各种优化方法产生最佳线路网络。Jananrthanna等设计了公交线网设计专家系统：专家系统对设计方案进行模拟分析，并提供交互式图形支持，借助该专家系统可有效提高公交网络涉及效率。FEMANDEZ
等建立大容量公交站点布局和设计专家系统，该专家系统采用组合数学方法，模拟决策者的决策过程。KIKUCHI等提出了应用模糊逻辑设计公共交通网络。Parrnaik等提出了应用遗传算法设计公交线网，该模型以公交乘客出行费用和运营费用总和最小为目标，首先生成线路备选集，然后通过遗传算法进行优选。
国内研究现状：
国内关于城市常规公交线路线网优化的研究始于80年代，吴稼豪、李硕、夏伟民等比较全面的叙述了有关城市公交网络优化问题的模型和方法。杨兆升提出了在网络总长不超过一定值得限制下，将公交OD分配到出行路径上，获得客运工作量最小的方案。张启人等针对长沙市公交线网优化问题提出了研究，他们提出了以直达乘客量最大为优化目标，以线路长度、以线路重复系数等为约束条件的公交线网优化模型。
近几年来，有不少新方法在公交线路优化上应用。王炜教授提出了以直达客流量最大为目标的公交网络逐条布设方法。林柏梁等基于组合优化的角度，提出了公交网络化设计的非线性0-1规划模型，以乘客的出行时间和实现公交网络的资金投入为目标函数，在满足车站容量限制的条件下，最小化目标函数，以获得公交线路的优化决策。王志栋提出了以乘客总出行时间最小、客流直达率最高、线网覆盖率比最高、线路最大客流量限制、道路流量限制、站点客流量限制和换乘次数为约束条件的公交网络优化模型。唐利民等通过对上海市公交问题的分析，提出的flapt模型，并以客流直达率为优化目标，进行网络布局优化。单连龙等提出了用双层规划模型来描述连续平衡公交网络设计问题，并设计了基于灵敏度分析的求解算法。孙艳丰等和陈洪仁等等从不同的角度，使用遗传算法对规划模型进行求解。
目前在我国常规公交线路优化方法中，基本都是以研究公交线网优化为主，建立了不少数学优化模型，而这些研究基本都属于理论性研究，建立的数学优化模型很难或无法求解。这些优化方法不符合我国公交规划的实际情况，数据也难以采集，缺乏可操作性。在1989年，王炜教授提出了简便实用的“逐条布设，优化成网”的公交线网优化方法。这种公交线网优化方法的基础是单条公交线路的优化，具有较好的实践指导作用，但在线路优化设计的过程中未考虑公交线路的功能层次。
针对这种情况，本课题以前人的理论研究为基础，结合公交线路线网优化项目中的实践经验和研究成果，研究公交线路功能层次基础上的线路优化实用方法，将定性分析方法和定量分析方法有机结合起来，使新路优化方法更能符合公交线路优化的实际情况，更具有操作性，为公交公司及相关管理部门在公交规划与管理中提供优化决策支持。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题
本文研究的基本内容如下：
1.收集信息，了解下沙每一路公交的实际运行情况，包括线路、站点、设计、公交大小、站距、公交车的发车次数。
2.实际调查，统计每一线路的当量人流量，去向等。根据群众的反馈，明确公交线路需要改进的地方。对人流量很大的地点也要特殊考虑，例如高教园附近或者工业园区的公交站台可以根据上下班高峰期适当的增加公交班次。
3.结合自己专业知识，应用专业软件，catia/proe/cad模拟实际情况，使整个公交线路的运行情况一目了然。
4.认真思考，结合与公交线路优化相关的论文、期刊、书籍、资料等，深入规划，提出自己解决问题的方法方案，并加以应用，使公交线路达到优化的目的。 本文拟解决的主要问题如下 1.缩短候车时间 2.调整站台间隔 3.优化每路线路 4.计算发车次数 初步拟定论文大纲如下 1.序言
2.公交线路网络的分析与评价 2.1线路规模的外部影响因素 2.1.1城市用地布局 2.1.2城市路网结构 2.1.3人口分布与收入水平
2.2线路规模的内部界定因素 2.2.1线路长度 2.2.2场站设置 2.2.3车流需求 2.2.4配车数量 3．公交线路功能层次分析
3.1线路等级定位 3.2线路区位分析 3.3线路模型问题分析 3.4实际线路分布模拟 4．公交线路网络的优化设计
4.1优化方法可行性分析 4.2数学模型与算法 4.2.1 Dijkstra算法 4.2.2公交线路布设模型 4.2.3线路起始点确定
4.2.4公交线路的校正和优化 5．结论与展望 6．参考文献 7．附录
三、研究步骤、方法及措施 研究步骤
1.收集查找国内外与研究主体相关文献资料，采取传统与网络查询相结合的方式，以提高设计的可信性与时新性；查阅与研究角度相关领域内的学术期刊和著作，分析其研究方法，归纳借鉴；
2．对收集的大量材料进行仔细阅读，做好笔记整理工作，理清设计的思路，做好公交线路优化的了解；
3．现状的分析，对搜集到的资料进行整合；
4．提出优化方案，应用专业知识对其进行合理优化； 5．评价优化方案，从多方面进行对比得到优化后的方案； 研究方法
1．运用管理统计学知识，制作调查问卷，对于下沙重要公交站点的人流进行调查，确定人流的去向；
2．运用ie所学专业软件CAD和catia对实际情况进行模拟；
3．运用运筹学相关知识对公交线路进行优化设计，Dijkstra算法\\蚂蚁算法、动态规划、基于宽度优先的算法等等。
四、研究工作进度 起止日期： 2012年11月15日至2013年6月25日 进度安排： 序号 时间 1 2 3 4 5 6 2012年11月20日前 2013年1月5日前 2013年3月20日前 2013年4月20日前 2013年4月30日前 2013年5月10日前 内容 教师报选题、下发学生 学生确定选题、教师下达毕业论文任务书 交文献综述及开题报告，组织开题报告答辩 交外文文献定稿 学院中期检查论文进展情况 交论文初稿，指导教师提修改意见
开题报告
