轨道交通接运公交线路改进优化设计【论文】.pdf

轨道交通接运公交线路改进优化设计 摘要：为了充分发挥城市轨道交通的服务功能，想要达 到和常规公交间的最优化接运换乘。本文提出了一种实现轨 道交通接运公交线路的改进 PSO算法优化设计思路， 以最大 化接运效率优化接运公交线路目标函数，在充分考虑线路长 度和交通站点客流量、区段剩余通过量的情况下，建立改进 PSO模型结合算例。结果发现轨道交通接运公交线路，可以 实现最大化接运效率，创造最大的社会及乘客效益，证实了 本文提出改进 PSO模型的可用适用性， 可以扩大轨道交通客 流量覆盖范围，综合提升轨道交通整体吸引力。 关键词：轨道交通；接运公交；改进 PSO算法 城市公交系统包括了轨道交通、常规公交两种，二者衔 接可以实现换乘时空结合，扩大常规公交的辐射吸引覆盖范 围，并对中长运输距离情况下，充分发挥轨道交通具备的快 速、大运输量、少量占地、低能耗优势。除此之外城市轨道 交通的衔接交通方式、纾解道路系统的能力直接决定了集疏 能力，如果未达到较强通达性， 则无法提供优化运输服务 [1] 。 所以需要实现城市轨道交通接运公交线路，二者之间功能合 作共同发挥优势作用。但是我国目前在轨道交通接运公交线 路的优化设计研究中，仍然更多的集中于理论层面研究，有 学者认为可以“逐条布设、优化成网”，这种思路能够有效 解决二者接运问题，但是如何能够定量规划接运公交线路， 提出可行接运线路优化方案提高效率 [2-3] ，本文以达到接运 效率最大化为目标， 提出一种建立改进 PSO算法的优化设计 模型。 1 建立轨道交通接运公交线路优化模型 通过运用离散化思路处理轨道交通接运公交线路区域 规划，运用栅格线对既定轨道接运区域分割处理，获得 m × n 个同等大小的方块，在 2 个邻近线相交点中，接运公交沿 公交路线（栅格线）垂直或水平运动 [4] 。假定由左至右、由 上至下的单向行驶接运公交，那么公交行驶线路无论任何节 点都只可以垂直或水平延伸，因此能够定义离散化计算公交 线路所用参数如下：本文设计了最大化接运效率，设计目标 函数计算公式如下：在优化过程中还应当考虑客流量、接运 路线长这两个约束条件，一般情况下规定接运公交路线总长 在 6~7km ，且对接运、路线效率要求较高，所以优化搜索范 围排除接运客流竞争区域，总结 4 个模型约束条件分别如下 [5-6] ：式中： i 轨道站始发 F 接运路线的效率用 EFi表示；结 点间距用 W 表示，轨道站点数用 j 表示， i、j 之间剩余客流 量用 fij 表示； i、j 长度用 lFiJ 表示；轨道断面 j 、i 剩余客流 量用 fji 表示。 2 改进粒子群算法求解 粒子群算法（ PSO）在优化问题中所得解均比喻搜索空 间内的一只“鸟”，叫作“粒子”，全部粒子均存在被优化 函数适应值， 不同粒子也有相应决定飞翔距离、 方向的速度， 之后粒子便跟最最优化粒子对解空间搜索。 PSO 初始化为随 机解，对该值不断迭代优化寻找最优解。并在迭代过程中粒 子能够不断跟踪 2 个“极值”完成更新，这两个极值其中一 个是粒子本身寻找最优解（ Pbest），另外一个寻找整个种群 所获最优解的全局极值（