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原文传递城市公交网络复杂特征及竞争-合作研究

论文题名：	城市公交网络复杂特征及竞争-合作研究
关键词：	城市公交网络;复杂特征;竞争合作;博弈行为;公交调度
摘要：	常规公交具有线路设置灵活、覆盖面广、可达性好等特点，是城市居民公共出行的重要交通工具，在我国城市公共交通体系中一直处于主体地位。目前，常规公交已经在各主要城市形成具有相当规模的网络，几乎实现了“全覆盖”。论文选择常规公交作为研究对象，分别从宏观层面解析城市公交网络的复杂结构和从微观层面探讨公交线路在运营过程中的竞争博弈与合作可行性，其中前者考虑了公交线路间的竞争与合作关系，可以作为两者的连接点。研究成果对于深化城市公交系统规划与运营方面的基础理论具有重要意义。　　城市公交网络是由线路、站点、客流组成的复杂系统，其中线路分为上行和下行。提出公交线路重复因子的概念，以哈尔滨为例分析了城市公交线路上、下行的差异现状。构建了公交网络的有向P空间表示模型，将其应用于哈尔滨公交网络，发现了两个重要实证特征：加权度、度、站点连接线路数量、站点客流量的累积分布同时呈现出指数分布规律，哈尔滨公交网络存在富人俱乐部现象。基于相关性和差异性分析了哈尔滨公交网络的异配性以及站点连接的均匀性特征。　　分别从线路和网络角度对哈尔滨公交网络的乘客拥挤特征进行分析，针对供需不平衡的线路、站点提出了优化网络发车频率的建议。发现发生乘客拥挤的位置主要集中在线路中部，并且向头部和尾部递减，以及部分线路具有单向型和双向型客流特征。引入拥挤度和拥挤距离的概念，分别评价站点和出行路径的拥挤水平，结果表明哈尔滨公交网络在高峰期已经处于较高的拥挤水平。进一步分析路径长度、加权度、边权等统计特征，特别定义了路径的绕行系数，定量分析了哈尔滨公交站点间路径的绕行程度。　　从乘客出行OD分布角度提出竞争系数和合作系数的概念，分别度量两条公交线路之间的竞争与合作关系。构建了公交网络的竞合R空间表示模型，将其应用于沈阳公交网络进行竞合态势和网络特征分析。发现竞争与合作是线路间非常重要的关系，而且合作占据了绝对主导的地位。定义竞争强度和合作强度分析了公交线路与其关联线路的竞合情况，识别了公交热线与关键连接线。通过模块度检测出基于竞争关系的沈阳公交网络具有明显的社团结构。　　通过构建单条线路运营收益的优化模型分析了公交线路间竞争的必要性。以发车间隔作为决策变量，分别构建两条线路间的完全竞争模型和部分竞争模型，最大化各自的运营收益。基于两个算例和可移植性分析证明模型的有效性，结果发现了处于竞争中的线路通过改变发车间隔获得运营收益的增长规律，运营者可以运用博弈论和决策论分析各自的发车策略选择。所构建的竞争模型能够为运营者生成最优的发车间隔，也从理论上证实了线路间的竞争博弈有利于促进公交服务效率的提高。　　打破传统的公交发车模式，提出了公交线路合作运营的设想，从系统角度探讨了公交线路合作运营的可行性。以在公交枢纽处的公交局域网络为例，应用逆差函数理论描述了多条公交线路基于跨线调度实现合作运营的原理，包括站内调度和站间调度。通过理论与算例分析，公交线路合作运营能够合理调配车辆资源，从总体上削减线路运营所需的车队规模，从而降低公交企业的运营成本。　　论文旨在捕捉城市公交网络的一些新的复杂特征，涉及站点客流和公交线路间竞合关系，从网络角度分析乘客出行的拥挤状态和公交服务的供需现状，探索基于竞争与合作的公交运营机制。
作者：	胡宝雨
专业：	交通运输规划与管理
导师：	冯树民
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文