309公交优化方案

309 路公交线路优化

设计背景：

随着城市经济的发展、城市化进程的加快及小汽车逐步进入家庭，城市交通的拥挤现象日益严重，已经影响到城市的可持续发展。理论研究与国内外城市交通建设实践表明，解决城市交通拥挤问题的根本出路在于：通过优先发展公共交通，优化城市交通结构，实现道路资源的高效利用。要大力发展公共交通，必须要进行公交系统的优化，大力提高公共交通的吸引力。

本文就成都市温江区公交线网建立了数学模型，以此进行优化处理，获得优化方案，解决以下四个问题：第一问：建立评价体系对公交路线设置的合理性和科学性进行评价；第二问：在考虑人口密度、交通路况等基础上，建立模型评价现有公交线路，选择可优化方案，对该区域的公交路线进行合理的规划设计，以满足居民在该区域内或区域外工作和生活的需要；第三问：在考虑公交公司运营成本和居民出行方便的基础上，结合第一问的评价体系对公交线路进行评价，重新规划该区域的公交线路；第四问：考虑地铁换乘和未来该区域发展，根据地铁站点的设置和公交站点的设置，对该区域的公交线路进行优化。

问题一是根据所建数学模型进行评价的问题，方向即采用综评价法，选择合理的评价指标，建立一个评价体系，对模型中所涉及的各方案的优劣进行判断，从而找出能最大程度满足各方面要求的满意方案。在查阅资料后决定依据国家标准《城市道路交通规划设计规范GB50220-95》中所规范的指标，选择公交线路长度、平均站距、非直线系数和公交线网密度作为评价指标。

对于问题二，该问题属于优化问题，根据问题要求，应当以居民出行时间为目标函数来描述公交线路对居民出行需求的满足程度，即出行时间应尽量短。所以这一问以居民出行时间为目标函数。而且要求考虑人口密度和交通路况，则需模拟系数对出行时间进行修正。利用相关方法得到任意两点间最短路径后与现有公交线路进行对比，得出优化方案。

问题三：公交公司运营成本表现在所设置公交线路长度和运营效率上，公交车运营时在首末站点之间停靠次数越多，公交线路越长，相对应运营成本越高。居民出行方便一般首要考虑出行时耗，而出行过程中公交车停靠次数越多花费的时间也就越多。综合考虑道路长度和停靠次数，作为线路合理性的评价标准。停靠次数与线路中站点的设置有关，根据国家标准《规范》，公共交通站距不应小于500m。为了避免某条线路过长，考虑线路长度尽可能接近。思路与问题一一致，将新的指标并入问题一中所建立的指标评价体系，重新调整各指标的权重，构建评价函数，进行综合评价，得出优化方案。

第四：问涉及地铁站与公交站的关系。地铁站覆盖的公交站点，公交客流量将会减少，地铁分去部分出行人流也降低了公交线路的运营压力。考虑地铁的影响，应尽量使公交站点与地铁站对接，提高地铁站的服务能力，进一步缩短居民出行时间；考虑地区发展，可改变站点或新增站点以满足人们出行要求。

温江公交站- 天府街道办- 成都海峡两岸科技园- 蓉台大道北- 科技园广场-柳台路- 万胜路- 大学城西- 大学城东- 杨柳河- 温江体育馆- 航天路口-温江公园- 光华路口-燎原村- 温江会展中心- 涌泉西- 涌泉东- 建信林匹克

花园- 凤凰村- 康河三组- 光华大道二段- 马厂村- 国际非遗博览园- 光华大道一段西- 光华大道一段西一站- 光华大道一段西二站- 光华大道一段东二站-万家湾- 光华大道一段东- 瑞联路西- 瑞联路中- 瑞联路东- 光华村街西- 光华村街- 光华村街二环路口-杜甫草堂-送仙桥- 青羊宫- 百花中心站(40站)

问题重现：

随着成都市温江区区经济文化的蓬勃发展，越来越多的居民居住在此。不仅如此，在该区域也区聚集了越来越多的企业、学校和商业网点。随着该区域的开发，一个问题越来越凸显出来——公共交通网络不够完善。现有的公交路线覆盖范围主要涉及主城区，但郊区的公交路线和数量都较少，无法满足人民群众日益

增加的出

行要求。

鉴于此况，我们希望通过建立合理的数学模型来分析解决以下问题：

1、收集目前相关信息，建立数学模型对公交路线设置的合理性和科学性行评价；

2、在考虑人口密度、交通路况等基础上，对该区域的公交路线进行合理的规划设计，以满足居民在该区域内或区域外工作和生活的需要；

3、在考虑公交公司运营成本和居民出行方便的基础上，重新规划该区域公交线路；

4、以地铁路线为依据，考虑地铁换乘和未来该区域发展，重新对该区域的公交线路进行规划设计。随着人民生活需求的日益增长和城市发展速度的加快，公共交通在城市发展过程中所充当的角色越来越重要。公共交通影响居民出行和生产生活，进一步反映在对经济效益和社会效益的影响。因此优化城市公交线网系统有十分重要的意义，城市发展也依托于公共交通的发展状况，合理科学的公共交通线网系统有利于实现道路资源的有效利用。

现存问题：

成都市的309路公交车问题太多了，希望有关部门过问一下。凡是乘坐过309路车的人都知道，要想上车啊太难了。国家提倡“城乡一体化”就连起码交通都跟不上还谈什么“城乡一体化”309的司乘人员都不想多拉乘客。甩站过站和不走规定线路是他们的常事,简直就是一个乡村中巴车一样。态度也极端的差。车上卫生就更不像样了。乘客等车的时间就别说是怎么的难了。我昨天下午在二环路光华路口等车从下午五点五十一直等到六点五十都没有等来一辆309。真是

晕死我了。309路公交车就好像有神经病一样难得好好的跑几天，想跑就跑不想跑就不跑（罢工）。（来自一名网友的抱怨）因此，309公交车应每隔3-8分钟一次，每天112-300次。

问题分析：

问题1：是根据所建数学模型进行评价的问题，方向即采用综合评价法，选择合理的评价指标，建立一个评价体系，对模型中所涉及的各种方案的优劣进行判断，从而找出能最大程度满足各方面要求的满意方案。综合评价法是运用多个指标对多个参评单位进行评价的方法，称为多变量综合评价方法，或简称综合评价方法。其基本思想是将多个指标转化为一个能够反映综合情况的指标来进行评价。其一般步骤为：第一，选择模型的评价指标。关于公交线路设置的评价指标，在查阅资料后决定依据国家标准《城市道路交通规划设计规范GB50220-95》中所规范的指标，选择公交线路长度、平均站距、非直线系数和公交线网密度作为评价指标。第二，收集数据，将评价指标量化为数据，并将数据规范化、标准化。第二，确定各评价指标在评价体系中所占权重。相对于某种评价目的来说，评价指标相对重要性是不同的。权重系数确定的合理与否，关系到综合评价结果的可信程度。确定权重系数的一般方法有主观经验法、专家打分法、调查统计法、序列综合法、公式法、数理统计法、层次分析法、复杂度分析法等，考虑到指标数较少和可行性，本文选择主观验法确定各个评价指标的权重系数。第三，建立综合评价体系。

评价指标体系是从多个视角和层次反映特定评价客体数量规模与数量水平的。它是一个“具体一抽象一具体”的辩证逻辑思维过程，是人们对现象总体数

量特征的认识逐步深化、求精、完善、系统化的过程。建立综合评价体系即构造综合评价函数，将处理后的指标数据进行汇总计算出综合评价指数或综合评价分值，根据评价指数或分值对参评单位进行排序，并由此得出结论。问题2的分析理论研究与国内外城市交通建设实践表明，解决城市交通拥挤问题的根本出路在于：通过优先发展公共交通，优化城市交通结构，实现道路资源的高效利用。居民时间观念的增强和生活水平的提高促使人们对公共交通设施提出了新要求，他们不仅要到达目的地，而且要求更方便更快捷更舒适的到达目的地。而相对应的，城市公共交通的服务水平却基本处于停滞不前的状态，降低了公共交通的吸引力。

公交线路自身的设置影响了其存在的合理性和科学性，同时也影响了人们对公共交通优化设计的需要。为了使居民能从公共交通中获取最大的便利，公交线路在设置时需要考虑诸多问题。城市道路是公交线路优化的物质基础和前提，对于常规公交线路，如果没有道路网，公交线路就没有存在的依托。同时，即便道路网存在，也并非所有的道路都适合公交车辆行驶。城市客运交通需求包括出行数量、出行分布和出行路径的选择，是影响公交线路优化的首要因素。在一定的服务水平要求下，客运需求量大的区域要求布设的公交线路客运能力较大；客运需求量过小的区域，由于布设线路是不经济的，因而不宜开设。

该问题属于优化问题，根据问题要求，应当以居民出行时间为目标函数来描述公交线路对居民出行需求的满足程度，即出行时间应尽量短。所以这一问4以居民出行时间为目标函数。而且要求考虑人口密度和交通路况，则需模拟系数

对出行时间进行修正。利用Floyd算法得到任意两点间最短路径后与现有公交线路进行对比，得出优化方案。问题3的分析公交公司运营成本表现在所设置公交线路长度和运营效率上，公交车运营时在首末站点之间停靠次数越多，公交线路越长，相对应运营成本越高。居民出行方便一般首要考虑出行时耗，而出行过程中公交车停靠次数越多花费的时间也就越多。综合考虑道路长度和停靠次数，作为线路合理性的评价标准。

停靠次数与线路中站点的设置有关，根据国家标准《规范》，公共交通站距不应小于500m。为了避免某条线路过长，考虑线路长度尽可能接近，将标准化之后的表示路线长度的离散程度的指标并入问题1中所建立的指标评价体系，重新调整各个指标的权重，构建评价函数，进行综合评价，得出优化方案4、问题4的分析地铁站覆盖的公交站点，公交客流量将会减少，地铁分去部分出行人流也降低了公交线路的运营压力。考虑地铁的影响，应尽量使公交站点与地铁对接，进一步缩短居民出行时间；考虑地区发展，可改变站点或新增站点以满足人们出行的需要。

模型设计：

1、假设收集的数据均真实有效。

2、人口平均分布在每条线路中，不考虑乘客步行到点的时间。

3、不考虑红绿灯的影响。

4、假设快速公交线路与其他公交无差别。

5、假设每辆公交车的服务水平是相同的，且速度无差别，车型均为标准车型。

6、不考虑公交线网分层。

7、十字路口四个方向距离较近车站视为同一车站。

模型建立与分解：

根据国家公布的《城市道路交通规划设计规范》，城市公交线路网络的规划设计应遵循以下几条原则：

（1）公交线路的长度应适中线路过长会导致客流分布不均匀、行车时间难以保证等不良后果，影响线路的运输效率；线路过短会增加公交车辆的调车转向总时间，降低公交车辆使用率，使公交车速下降、居民的换乘次数增加根据《规范》标准,一般取公交线路的线长约束为8 km≤L≤10 km,中小城市线路相对大

城市应更短。

（2）公交线网密度应当符合规范根据《规范》标准,中心市区公交线网密度

应在3~4 km/km2左右,城市边区公交线网密度应在 2.0~2.5 km/km2左右

（3）平均站距应符合要求平均站距是指某条线路统计期内公交停靠站点之

间的平均距离，是影响乘客出行方便的主要因素之一合理的站距对于方便乘

车和缩短旅行时间以及缓解其它交通流的干扰具有重要作用。在公交线路长

度一定的情况下，如果站距过小，则站点会相对较多，从而增加了公交车辆

的停站时间、起动加速和制动减速的时间，使运送速度保持在较低的水平上；

如果站距过大，虽然车辆的运送速度可以提高，但是乘客上下车前后的步行

距离就要增加，方便性就会下降。

利用该模型可以得到各功能层次的各公交线路平均站距的推荐值：

公交干线公交次干线公交支线平均站距大于800m 500m—800m 500m左右

利用该模型可以得到各站点的非直线系数的推荐值：

非直线系数 1.298 1.277 1.250 1.536 1.396 1.354 1.193

平均站距/m 493 691 432 538 370 546 583

站点数16 23 23 25 20 29 19

针对上述模型预测对现有公交线路的评价：

由上面的综合函数值对照表可以看出，当前高新区的公交线网较不合理，主要存在部分线路过长，非直线系数较大及平均站距不适宜等缺点。随着高新区的发展，越来越多的人口涌向高新区。现有的公交线网已经无法满足人们的日常出行需要。很多公交车辆的十分拥挤，部分公交线路过于曲折，居民们乘坐公交车总迟到，新区西部的居民们要步行很远才能乘坐公交车，给居民们的出行带来了极大的不便。公交体系的缺陷，将对居民、新区的发展带来越来越多的不便，虽然目前新增一些的线路对公交网的不合理性有所改善，但是高新区公交线网的不合理性还仍存在

设计方案：模型的建立，方案优化

根据以上成都市温江区309线路存在的一些的问题，我们得出以下关于309线路附近公交站点的安排原则：

1)有利于人们的出行，减少交通压力。

2)地铁站附近公交站需离地铁口不能太远，从而降低居民换乘车的不便。

3)在不同的地铁站出入口附近，安排合理的人流量，尽量减少人流拥堵于同一出入站口，公交车站需服务于地铁站来减少人流。人多的地方，多设公交站18点。

4)以地铁为中心，发散服务于大范围人群，使大家都能实实在在享受地铁，加快城市运转能力，公交车围着地铁站转。

5)建设二环光华村到温江大学城的快速公交线路。

6）加开309A路（万家湾公交站———大学城），319A路（温江城市公园———二环光华村路口）。

方案模型评价：

（一）优点：

1、模型直接明了，将各个影响因素以系数的形式量化，对基本模型进行修

正。

2、对实际站点进行了适当的简化，先取典型路线和站点再丰富。

3、根据问题要求构建更完善的评价体系，模型联系程度高。

（二）缺点：

1、模型所需计算数据不易得到，主观模拟的数据可能不符合实际情况，造

成偏差。

2、采用多种算法得到最短路径运算量大。

设计人员：

张鑫阿洛罗西何陆涛伍文辉何勇贵