基于多源数据和复杂网络的公交大站快车站点推荐和调度模拟仿真

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公交调度的优劣决定着公交服务的质量,大站快车是公交调度策略优化的方式之一,许多城市开通大站快车这种新型的调度模式来提高城市公交系统的整体服务质量。传统大站快车在站点选择方面多以经验确定,缺少科学合理的依据。本文针对现有大站快车站点选择未考虑多交通模式和网络鲁棒性的问题,结合出租车、公交车轨迹数据和公交车客流、公交线路网络数据,深度挖掘了厦门市公交复杂网络的特征。在此基础上提出了一种基于多指标协同的公交大站快车站点推荐方法,最后基于本文推荐的大站快车站点进行公交调度模拟仿真,为公交调度优化提供决策支撑。论文主要研究内容和成果如下:(1)针对公交车和出租车原始数据存在异常数据的问题,分别提出了相应的数据清洗策略。在此基础上,提取了公交车运行时刻表及出租车乘客OD(Origin-Destination)数据。(2)基于复杂网络的理论和方法,构建了厦门市城市公交网络。从定性分析和定量分析两个角度深度挖掘了厦门市公交复杂网络的特征,发现厦门市公交复杂网络与无标度网络的特性非常相似,具有高度相似的网络特征。厦门市公交复杂网络中存在着少量度值极高的枢纽节点,在对公交网络进行优化时应该考虑重点保护网络中的枢纽节点。(3)引入复杂网络理论,融合公交车和出租车客流数据,提出一种综合考虑站点客流、潜在客流及站点枢纽作用的公交大站快车站点推荐方法。并通过系统的对比分析,发现在传统大站快车站点选择方法的基础上融入公交站点重要度及潜在客流集散量两个新指标后,得到的公交大站快车推荐站点相较于传统方法考虑更全面。(4)构建了大站快车行驶状态、公交车乘客总候车时间变化、大站快车对出租车客流的吸引效益和站点极限运输能力仿真模型,在上述模型的基础上模拟仿真了厦门市118路上行方向在高峰期和平峰期增发大站快车后的优势及对公交车乘客和部分出租车乘客的影响。发现在高峰期和平峰期增发大站快车不仅能降低公交乘客的总候车时间,而且增发的大站快车能分别在乘车时间、出行花费方面为部分出租车乘客提供比出租车更具有吸引力的服务以及对及时疏散大站乘客有积极作用。总体上厦门市118路上行方向在高峰期增发大站快车比平峰期的效果更优。
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