多模式公交网络服务性能分析

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随着城市范围扩张、人口增长和出行需求增长,城市交通面临的供需矛盾日益突出,建设和优化多模式公共交通网络是如今许多城市正在大力实施的重要措施。我国城市交通结构仍处在重要的转型期,以轨道交通或快速公交为主体的多模式公交网络仍在发展过程中,对多模式公交网络的服务性能分析研究,对提升公交服务质量、提高公共交通吸引力具有重要意义。
  目前对多模式公交网络服务性能的分析研究已有一定进展,但仍存在不足。一是以多模式公交网络作为性能评估对象展开的研究相对较少;二是公交复杂网络的相关研究主要集中对无权网络的研究,多停留在分析静态网络的拓扑结构特征,对于加权网络的研究偏少;三是已有对于公交加权网络的研究大多仅基于客流因素进行分析,对客流之外的连通可靠性、出行时间可靠性等研究不够全面。
  因此,在现有研究的基础上,本文基于图论和复杂网络理论,筛选多模式公交网络的评价内容和指标,引入客流和人口、岗位密度等影响因素,将多模式公交网络的服务性能分为基础结构特征、可达性和可靠性三个方面展开研究。
  网络基础结构特征描述的是多模式公交网络自身拓扑结构表现出的特征与规律,结构合理、高效、可靠的公共交通网络是提供高质量公共交通服务的基础。结构特征评价指标包括度及度分布、接近中心性、介数中心性、网络规模和网络平均路径长度等。本文以上海市轨道交通网络和上海市嘉定区多模式公交网络作为实例,展示了结构性能评价的分析与应用。
  可达性可以表示乘客在出行过程中,利用公交系统的资源及其活动空间,通过主观出行选择达到的出行便捷程度。本文主要对多模式公交网络的换乘性能、出行时间分布、出行距离分布等服务性能评估指标进行计算分析,同时评价了带有时间限制的站点时空可达性和考虑人口、岗位等潜在出行能力的可达性,并对比了城市对外交通枢纽的轨道交通可达性。
  可靠性是指网络处于受损状态下,剩余结构仍然能够保持为一个连通整体的能力。如果多模式公交网络中,某一个或多个站点故障,处于暂停运营状态下,剩余节点仍能保持相互通达,说明网络的可靠性良好。本文通过对公交网络在不同受损情况下的影响结果分析,以网络最大子图规模、剩余连通OD对数量、网络换乘次数和平均出行时间作为评价指标,考察公交网络的可靠性。
  本文以上海市轨道交通网络和上海市嘉定区的多模式公交网络作为实际案例,通过对多种类型的数据爬取和加权网络模型构建,结合图论和复杂网络理论对多模式公交网络系统的评价方法、结构特征、服务性能指标进行研究分析,对网络内各站点、线路、区域的实际运营情况、网络拓扑结构特征、可达性和可靠性进行科学合理的评估,为日益复杂、规模巨大的城市公共交通网络提供可靠、实际的服务性能评价方法。
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