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复杂信息交织条件下需求响应公交系统设计与优化
| 论文题名： | 复杂信息交织条件下需求响应公交系统设计与优化 |
| 关键词： | 需求响应公交系统;轨道交通;接驳公交;路径设计 |
| 摘要： | 随着城市规模不断扩张和个性化乘客需求的时空异质性日益凸显，而由于轨道站点和常规公交站间距较大，两连续轨道站点或公交站点之间存在大量公交难以覆盖的盲区，“最后一公里”问题难以解决。在车路协同等新兴通讯手段的支撑下，以需求响应公交为代表的灵活公交受到了广泛关注，并在各大城市开展了试点应用。需求响应接驳公交融合了需求响应特征和接驳公交特征，以乘客个性化需求为导向，集中运输有接驳需求的乘客到枢纽站点。这种灵活出行服务在充分满足乘客出行需求的同时，能够有效提升公共交通系统覆盖率，具有固定投入低、车辆利用率高、乘客舒适度高等优势。由于其涉及到公交运营成本和乘客满意度的博弈关系，同时需要考虑乘客出行时间和轨道行车计划的协同，系统设计问题往往较为复杂。为此，本文考虑乘客出行弹性时间窗和轨道交通行车计划，对路径与时刻表协同优化模型的构建和算法设计展开了深入研究。 （1）剖析需求响应型接驳公交的运营特点和组织方式。提炼系统关键参数与决策变量，讨论系统供给能力边界与乘客需求边界，明确服务区域、候选站点集合和乘客需求信息等关键信息的内涵，确定路径与时刻表规划拟解决的关键问题。 （2）构建需求响应型接驳公交路径与行车计划协同优化模型。考虑系统综合最优的基本优化目标，通过研判关键决策变量和关键参数，设计反映乘客需求与公交运营成本之间的潜在制约关系的目标函数，确定反映需求响应公交运营特征的主要约束条件，完成需求响应公交停靠站点、行车路径和时刻表的协同优化设计。 （3）设计需求响应型接驳公交路径与行车计划协同优化算法。为突破传统求解算法速度与质量的局限性，本文拟设计定制多阶段启发式算法，将复杂的原问题分解为三个子问题分别求解，并明确各问题间的信息传递关系。基于蚁群算法框架，融合动态规划和多项式求解算法，分别求解：乘客登车站点选择、多车路径生成、考虑乘客时间窗松弛的行车计划设计三个问题，解决需求响应接驳公交路径与时刻表优化设计问题。 （4）实例验证和仿真。选择重庆市地铁1号线尖顶坡站作为轨道枢纽站点，以尖顶坡站周边服务区域作为研究对象，通过设置不同规模、不同性质的应用场景测试所提出的模型与算法的可行性与有效性。 综上，本文基于需求响应公交路径与时刻表的协同优化，完成复杂信息环境下的系统设计和规划，旨在降低模型复杂度和算法求解难度支持需求响应公交的落地实践，为其提供理论和技术支撑，推动公交系统多样化发展进程。 |
| 作者： | 王天奇 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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