城市常規(guī)公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化模型與評(píng)價(jià)方法

前言

　　由于城市化和機(jī)動(dòng)化速度的加快，道路需求迅速增長(zhǎng)，交通問(wèn)題日益突出，并成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。如何解決困擾城市發(fā)展的交通問(wèn)題，是擺在城市面前的嚴(yán)重課題。城市常規(guī)公共交通作為城市交通的主要部分，是保證城市生產(chǎn)、生活正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)脈，它對(duì)城市各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、文化事業(yè)的繁榮，城鄉(xiāng)間聯(lián)系等起著重要的紐帶和促進(jìn)作用。沒(méi)有城市公共交通的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，就沒(méi)有城市的現(xiàn)代化。因此，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，不僅是緩解城市交通擁堵的有效措施，也是改善城市人居環(huán)境、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求。所以運(yùn)用現(xiàn)代化的交通規(guī)劃理論及現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)，在現(xiàn)有城市道路系統(tǒng)和公共交通運(yùn)力的基礎(chǔ)上，對(duì)城市公共交通系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化與綜合評(píng)價(jià)，對(duì)現(xiàn)有公交運(yùn)力進(jìn)行優(yōu)化組合，最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的最佳效益的研究，已成為國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者的重要研究課題?！　〕鞘泄步煌ㄏ到y(tǒng)優(yōu)化與綜合評(píng)價(jià)是對(duì)現(xiàn)有公共交通系統(tǒng)布局進(jìn)行綜合研究，分析其特點(diǎn)，評(píng)價(jià)其布局的合理性，總結(jié)其布局的經(jīng)驗(yàn)，為今后公共交通系統(tǒng)的調(diào)整優(yōu)化提供科學(xué)合理的決策依據(jù)。本書(shū)通過(guò)了解國(guó)內(nèi)外各個(gè)城市公共交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)城市公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化理論、評(píng)價(jià)機(jī)理和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了理論研究。首先，在定量分析的基礎(chǔ)上，從理論上探討了公交線網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)建模與求解問(wèn)題，并進(jìn)一步分析了公交線網(wǎng)優(yōu)化的方案排序問(wèn)題。其次，采取了多目標(biāo)多屬性原則，對(duì)影響城市公共交通系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行了定量計(jì)算和定性分析，并在確定評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和方法的基礎(chǔ)上，綜合研究城市公共交通系統(tǒng)的評(píng)價(jià)問(wèn)題。最后，根據(jù)不確定性數(shù)學(xué)理論方法，在認(rèn)識(shí)城市公共交通系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀況、內(nèi)在形成機(jī)理與外在反饋結(jié)果之間的深層次關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立了城市公共交通系統(tǒng)的線網(wǎng)優(yōu)化模型、方案排序模型和系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型，并對(duì)所研究的理論方法進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用分析?！　”緯?shū)主要根據(jù)國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“城市道路通行能力與交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法”（2006BAJl8803）和作者博士學(xué)位論文“城市常規(guī)公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法研究”的研究?jī)?nèi)容總結(jié)而成，本書(shū)的出版獲得了東南大學(xué)科技出版基金的資助。

內(nèi)容概要

本書(shū)是關(guān)于城市公共交通系統(tǒng)理論研究的著作，全書(shū)共分為三大部分20章。第一部分(第2～7章)研究公交線網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)建模與求解問(wèn)題。在介紹城市公交線網(wǎng)優(yōu)化知識(shí)的基礎(chǔ)上，建立了公交線網(wǎng)優(yōu)化的線性模型和非線性模型，并利用逐步法、功效函數(shù)法、禁忌遺傳算法、粒子群算法和蟻群算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行算法求解，取得了滿意的效果。第二部分(第8～13章)研究公交線網(wǎng)優(yōu)化的方案排序問(wèn)題。利用線性分派法、關(guān)聯(lián)函數(shù)法、余弦決策法、物元分析法、理想點(diǎn)法和線性函數(shù)對(duì)公交線網(wǎng)優(yōu)化的決策方案進(jìn)行優(yōu)先排序，得到公交線網(wǎng)優(yōu)化的最佳方案．為城市公共交通的進(jìn)一步發(fā)展提供理論支持。第三部分(第14～20章)研究城市公共交通的系統(tǒng)評(píng)價(jià)問(wèn)題。根據(jù)不確定性數(shù)學(xué)理論中的灰色系統(tǒng)、屬性數(shù)學(xué)、可拓學(xué)和區(qū)間數(shù)理論等．建立了城市公共交通系統(tǒng)的宏觀評(píng)價(jià)模型。這些模型能夠全面反映城市公共交通系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀況、內(nèi)在形成機(jī)理與外在反饋結(jié)果之間的深層次關(guān)系。    本書(shū)可作為高等院校應(yīng)用數(shù)學(xué)、管理科學(xué)、系統(tǒng)工程與交通工程等相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)學(xué)生和研究生教材。也可供從事相關(guān)專業(yè)的研究人員、工程技術(shù)人員和學(xué)者參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  城市交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析  1.2  我國(guó)城市公共交通系統(tǒng)現(xiàn)狀診斷    1.2.1  我國(guó)城市公共交通系統(tǒng)現(xiàn)狀剖析    1.2.2  城市公共交通系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)與對(duì)策  1.3  城市公共交通系統(tǒng)研究的目的與內(nèi)容    1.3.1  研究目的    1.3.2  研究?jī)?nèi)容第2章  城市公交線網(wǎng)優(yōu)化的基礎(chǔ)知識(shí)  2.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化的意義  2.2  公交線網(wǎng)優(yōu)化的基本原則  2.3  公交線網(wǎng)優(yōu)化的影響因素  2.4  公交線網(wǎng)優(yōu)化的目的  2.5  公交線網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)  2.6  公交線網(wǎng)優(yōu)化的約束條件    2.6.1  單條路線的約束條件    2.6.2  線路網(wǎng)絡(luò)的約束條件    2.6.3  公交系統(tǒng)的約束條件  2.7  公交線網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型第3章  公交線網(wǎng)優(yōu)化的逐步法  3.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化模型的建立    3.1.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)與約束條件    3.1.2  區(qū)間法對(duì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化處理    3.1.3  公交線網(wǎng)優(yōu)化的非線性模型  3.2  基于逐步法的公交線網(wǎng)優(yōu)化    3.2.1  逐步法的基本原理    3.2.2  逐步法的計(jì)算過(guò)程  3.3  應(yīng)用分析第4章  公交線網(wǎng)優(yōu)化的功效函數(shù)法  4.1  基于功效函數(shù)的公交線網(wǎng)優(yōu)化    4.1.1  優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和約束條件    4.1.2  優(yōu)化模型的建立    4.1.3  功效函數(shù)的算法步驟  4.2  應(yīng)用分析第5章  公交線網(wǎng)優(yōu)化的粒子群算法  5.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化模型的建立    5.1.1  優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和約束條件    5.1.2  優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型  5.2  粒子群算法的基本原理  5.3  基于粒子群算法的公交線網(wǎng)優(yōu)化    5.3.1  求解思路    5.3.2  求解步驟  5.4  模型應(yīng)用第6章  公交線網(wǎng)優(yōu)化的遺傳禁忌算法  6.1  公交線網(wǎng)的優(yōu)化模型    6.1.1  優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和約束條件    6.1.2  優(yōu)化的線性模型  6.2  遺傳禁忌算法的基本原理  6.3  公交線網(wǎng)優(yōu)化的遺傳禁忌算法  6.4  實(shí)例分析——銀川市公交線網(wǎng)優(yōu)化第7章  公交線網(wǎng)優(yōu)化的蟻群算法  7.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化的要素分析    7.1.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化的三大要素“點(diǎn)、線、面”    7.1.2  公交線網(wǎng)優(yōu)化的四維消耗  7.2  數(shù)學(xué)模型與算法    7.2.1  優(yōu)化模型的建立    7.2.2  蟻群算法  7.3  應(yīng)用分析第8章  基于余弦函數(shù)的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序  8.1  方案排序的余弦決策原理    8.1.1  問(wèn)題描述    8.1.2  確定目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重系數(shù)    8.1.3  數(shù)學(xué)模型的建立    8.1.4  決策模型的算法步驟  8.2  模型應(yīng)用分析第9章  基于線性分派法的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序  9.1  優(yōu)化方案的排序原理    9.1.1  基本問(wèn)題描述    9.1.2  理想方案單排列    9.1.3  建立最優(yōu)線性分派決策模型  9.2  實(shí)例分析第10章  基于灰色關(guān)聯(lián)度的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序  10.1  灰色關(guān)聯(lián)度的決策原理  10.2  模型應(yīng)用分析第11章  基于三角模糊數(shù)的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序  11.1  問(wèn)題描述  11.2  公交線網(wǎng)優(yōu)化的灰色模糊原理    11.2.1  建立決策矩陣    11.2.2  熵權(quán)系數(shù)法確定權(quán)重向量    11.2.3  組合計(jì)算    11.2.4  灰色模糊數(shù)的排序  11.3  模型應(yīng)用分析第12章  基于物元分析的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序  12.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)原理    12.1.1  決策矩陣的標(biāo)準(zhǔn)化及方案指標(biāo)距離矩陣的建立    12.1.2  物元理想決策模型的建立及模型求解  12.2  模型應(yīng)用分析第13章  基于理想點(diǎn)法和線性函數(shù)的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序  13.1  基于理想點(diǎn)法的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序    13.1.1  理想點(diǎn)法的基本原理    13.1.2  理想點(diǎn)法應(yīng)用  13.2  基于線性函數(shù)的公交線網(wǎng)優(yōu)化方案排序    13.2.1  公交線網(wǎng)優(yōu)化的線性決策原理    13.2.2  線性決策模型的應(yīng)用分析第14章  城市公共交通系統(tǒng)和系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)  14.1  城市公共交通系統(tǒng)概述    14.1.1  城市公共交通系統(tǒng)的研究范疇    14.1.2  發(fā)展城市公共交通系統(tǒng)的基本原則    14.1.3  城市公共交通系統(tǒng)的界定  14.2  系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)    14.2.1  系統(tǒng)評(píng)價(jià)的概念    14.2.2  系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)    14.2.3  系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的程序  14.3  城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)    14.3.1  城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的意義    14.3.2  城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容    14.3.3  城市公共交通系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)流程  14.4  綜合評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介    14.4.1  常用綜合評(píng)價(jià)方法分類    14.4.2  不確定性數(shù)學(xué)方法簡(jiǎn)介    14.4.3  系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)模型比較分析第15章  城市公共交通系統(tǒng)的評(píng)價(jià)機(jī)理  15.1  城市公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)的目的與原則    15.1.1  評(píng)價(jià)的目的    15.1.2  評(píng)價(jià)的原則  15.2  城市公共交通系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系    15.2.1  指標(biāo)的設(shè)置原則    15.2.2  指標(biāo)的設(shè)置功能    15.2.3  評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確定    15.2.4  評(píng)價(jià)指標(biāo)的檢驗(yàn)準(zhǔn)則  15.3  評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理    15.3.1  評(píng)價(jià)指標(biāo)值的標(biāo)準(zhǔn)化處理原則    15.3.2  確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的考察值  15.4  評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)    15.4.1  主觀賦權(quán)法    15.4.2  客觀賦權(quán)法    15.4.3  綜合集成賦權(quán)法  15.5  綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的分級(jí)機(jī)理研究    15.5.1  城市公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)學(xué)準(zhǔn)則    15.5.2  綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)界定  15.6  綜合評(píng)價(jià)的建模機(jī)理研究  15.7  城市公共交通系統(tǒng)的評(píng)價(jià)結(jié)果分析  15.8  相應(yīng)對(duì)策分析研究第16章  城市公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化和分級(jí)界定  16.1  評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)準(zhǔn)則    16.1.1  指標(biāo)量化的重要性    16.1.2  指標(biāo)界定的分級(jí)準(zhǔn)則  16.2  評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化與分級(jí)界定第17章  基于可拓學(xué)的城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)  17.1  可拓學(xué)的基本理論    17.1.1  物元理論    17.1.2  可拓?cái)?shù)學(xué)    17.1.3  物元分析法  17.2  城市公共交通系統(tǒng)等級(jí)評(píng)定的物元分析模型    17.2.1  城市公共交通系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系    17.2.2  評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)建議值    17.2.3  城市公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)的物元分析模型  17.3  應(yīng)用分析    17.3.1  銀川市公共交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集    17.3.2  銀川市公共交通系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)    17.3.3  評(píng)價(jià)結(jié)果分析第18章  基于屬性數(shù)學(xué)的城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)  18.1  屬性數(shù)學(xué)的基本理論    18.1.1  屬性集與屬性測(cè)度    18.1.2  屬性識(shí)別準(zhǔn)則    18.1.3  屬性識(shí)別模型  18.2  城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)的屬性區(qū)間識(shí)別模型    18.2.1  城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)科學(xué)計(jì)量體系    18.2.2  基于區(qū)間識(shí)別的城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)  18.3  實(shí)例分析第19章  基于區(qū)間數(shù)理論的城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)  19.1  區(qū)間數(shù)的基本知識(shí)    19.1.1  區(qū)間數(shù)的基本運(yùn)算    19.1.2  區(qū)間數(shù)的基本定義    19.1.3  基于區(qū)間數(shù)的綜合評(píng)判原理  19.2  基于區(qū)間數(shù)的城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)判  19.3  實(shí)例分析    19.3.1  合肥市道路網(wǎng)絡(luò)分析    19.3.2  合肥市道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集    19.3.3  合肥市公共交通系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)    19.3.4  合肥市公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果分析第20章  基于灰色系統(tǒng)理論的城市公共交通系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)  20.1  灰色系統(tǒng)理論簡(jiǎn)介  20.2  城市公共交通系統(tǒng)的灰色評(píng)價(jià)模型    20.2.1  灰色評(píng)價(jià)原理    20.2.2  評(píng)價(jià)模型應(yīng)用分析  20.3  城市公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)的灰色關(guān)聯(lián)模型    20.3.1  灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)的基本思路    20.3.2  應(yīng)用分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章　城市公交線網(wǎng)優(yōu)化的基礎(chǔ)知識(shí)　　2.1　公交線網(wǎng)優(yōu)化的意義　　由于城市公交線網(wǎng)是公交客流的主要承擔(dān)者，所以合理的公交線網(wǎng)布局，可以充分發(fā)揮公共交通的優(yōu)勢(shì)，提高運(yùn)營(yíng)效率，改善服務(wù)水平，緩解公交緊張狀況，方便居民的出行，促進(jìn)城市交通可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)也可以減輕其他方式交通量對(duì)道路的占用，減輕城市道路系統(tǒng)的交通壓力，發(fā)揮有限的城市用地的最大效能，并且公交線網(wǎng)優(yōu)化是一項(xiàng)投資少、見(jiàn)效快、易于實(shí)施的有效措施。城市公交線網(wǎng)優(yōu)化的核心內(nèi)容就是結(jié)合公共交通需求時(shí)空分布特點(diǎn)和道路網(wǎng)的布局特點(diǎn)，運(yùn)用先進(jìn)的交通規(guī)劃理論及計(jì)算技術(shù)，在現(xiàn)有城市道路系統(tǒng)和公交運(yùn)力的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)城市公交線網(wǎng)進(jìn)行合理布局，對(duì)現(xiàn)有公交運(yùn)力進(jìn)行優(yōu)化組合，最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的最佳效益?！　?.2　公交線網(wǎng)優(yōu)化的基本原則　　城市公交線網(wǎng)優(yōu)化的核心內(nèi)容就是結(jié)合公共交通需求時(shí)空分布特點(diǎn)和道路網(wǎng)的布局特點(diǎn)，確定公交線路的合理布局。運(yùn)用科學(xué)方法對(duì)城市公交線網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)研究，使在客流調(diào)查基礎(chǔ)上的城市公交線網(wǎng)的客流分配能符合客流的實(shí)際運(yùn)行狀況，方便顧客出行，提高公交企業(yè)效益，促進(jìn)城市交通的可持續(xù)發(fā)展。所以，在公交線網(wǎng)優(yōu)化中，應(yīng)該考慮下面幾個(gè)原則?！　。?）方便顧客出行原則：線路的走向必須與主要客流流向一致，為更多的乘客提供乘車服務(wù)。按最短距離布設(shè)線路，使全服務(wù)區(qū)乘客總出行時(shí)間最小，方便居民出行?！　。?）提高公交企業(yè)效益原則：使規(guī)劃區(qū)域的線路網(wǎng)絡(luò)覆蓋率大、路線重復(fù)系數(shù)低，盡可能地利用城市已有道路，使線路上的客流分布均勻，充分發(fā)揮運(yùn)載工具的運(yùn)能?！　。?）考慮城市交通的可持續(xù)發(fā)展原則：公交線路系統(tǒng)的布設(shè)不僅符合當(dāng)前城市客流發(fā)生和分布的客觀規(guī)律，而且反映城市未來(lái)發(fā)展的交通變化，即城市交通的發(fā)展適應(yīng)城市的發(fā)展，與城市總體規(guī)劃相匹配，引導(dǎo)城市空間向合理方向愛(ài)展。

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　　本書(shū)通過(guò)了解國(guó)內(nèi)外各個(gè)城市公共交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)城市公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化理論、評(píng)價(jià)機(jī)理和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了理論研究。首先，在定量分析的基礎(chǔ)上，從理論上探討了公交線網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)建模與求解問(wèn)題，并進(jìn)一步分析了公交線網(wǎng)優(yōu)化的方案排序問(wèn)題。其次，采取了多目標(biāo)多屬性原則，對(duì)影響城市公共交通系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行了定量計(jì)算和定性分析，并在確定評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和方法的基礎(chǔ)上，綜合研究城市公共交通系統(tǒng)的評(píng)價(jià)問(wèn)題。最后，根據(jù)不確定性數(shù)學(xué)理論方法，在認(rèn)識(shí)城市公共交通系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)狀況、內(nèi)在形成機(jī)理與外在反饋結(jié)果之間的深層次關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立了城市公共交通系統(tǒng)的線網(wǎng)優(yōu)化模型、方案排序模型和系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型，并對(duì)所研究的理論方法進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用分析。

圖書(shū)封面

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    城市常規(guī)公共交通系統(tǒng)的優(yōu)化模型與評(píng)價(jià)方法 PDF格式下載

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