開題報(bào)告-城市公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)--終版

1、材料之二碩士研究生學(xué)位論文選題報(bào)告及論文工作計(jì)劃 課 題名 稱 城市公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理論 學(xué) 號 研 究 生 蘆 群 專業(yè)、年級 交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理02級 所在 院系 交通運(yùn)輸學(xué)院 導(dǎo) 師 劉 燦 齊 副 導(dǎo) 師 選 題 時(shí)間 2003年12月28日 同濟(jì)大學(xué)研究生院2004 年 1 月 1 日一、立論依據(jù)課題來源、選題依據(jù)和背景情況、課題研究目的、理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值改革開方以來，我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市化進(jìn)程逐步加快，城市人口急劇增長，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市交通問題日趨緊張。大力發(fā)展公共交通是解決我國城市交通問題的關(guān)鍵所在。公共交通能夠體現(xiàn)社會公平性，體現(xiàn)社會的經(jīng)濟(jì)合理性，具有節(jié)省能源，充

2、分利用交通資源，減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。而對于公共交通網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)問題，由于公共交通系統(tǒng)和道路交通系統(tǒng)在目標(biāo)函數(shù)、交通單元、走行時(shí)間函數(shù)等方面的差異，不能照搬、套用道路交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。本研究旨在對城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的客流均衡分配和連續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題進(jìn)行探討；在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，為城市公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提供系統(tǒng)的、科學(xué)的理論支持；并進(jìn)行公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法的量化方面的研究，編制程序，提高城市公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法的科學(xué)性和實(shí)用性。本研究的意義主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 優(yōu)先發(fā)展城市公共交通的戰(zhàn)略需要；（2） 城市公共交通自身完善和發(fā)展的客觀需要；（3） 優(yōu)化城市交通結(jié)構(gòu)的需要。二、文獻(xiàn)綜述

3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)；所閱文獻(xiàn)的查閱范圍及手段所謂交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題（NDPNetwork Design Problem）就是為應(yīng)對日益增加的出行需求而做出交通網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的優(yōu)化決策問題。分為：將現(xiàn)有線路升級和添加新線路。前者稱為“連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題”（CNDPContinuous NDP），后者稱作“離散網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題”（DNDPDiscrete NDP）。城市公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)既包含連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題，也包含離散網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題。關(guān)于該問題的數(shù)學(xué)描述及其求解方法的研究已有人做了探討。但總的看來，關(guān)于這個(gè)問題的研究還沒有理想的、公認(rèn)的數(shù)學(xué)模型。對于公交客流分配方法一般是采用非均衡的分配方法，如按換乘次數(shù)劃

4、分路徑搜索的優(yōu)先級后，采用修正的logit模型1進(jìn)行分配。由于Logit模型自身存在的缺陷2，采用該模型進(jìn)行公交網(wǎng)絡(luò)流量分配并不準(zhǔn)確；而且沒有考慮乘客途中的舒適度對出行阻抗的影響；對于公共交通網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)換乘延誤往往沒有在最短路徑的求解中計(jì)算，而是在分配的過程中考慮之。對于城市公共交通客流的均衡分配方法研究不足。本論文將對城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的客流均衡分配做進(jìn)一步研究，并在此基礎(chǔ)上對公交網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題作初步探討?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 王煒、徐吉歉等，城市交通規(guī)劃理論及其應(yīng)用，東南大學(xué)出版社，19982 劉燦齊：現(xiàn)代交通規(guī)劃學(xué)，人民交通出版社（2001）3 施光燕、董加禮，最優(yōu)化方法，高等教育出版社

5、，19994 LIU Canqi: Discrete Network Problem Without Budget Constraint, TRAFFIC AND TRANSPORTATION STUDIES（ICCTS 2002），367-372三、研究內(nèi)容1、學(xué)術(shù)構(gòu)想與思路、主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)1）學(xué)術(shù)構(gòu)思交通規(guī)劃主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：交通調(diào)查交通預(yù)測方案設(shè)計(jì)方案評價(jià)，本研究主要針對方案設(shè)計(jì)階段，首先建立公共交通出行時(shí)間公式，然后構(gòu)造相應(yīng)的均衡分配模型和優(yōu)化模型并求解，最后對模型的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探討。就一條常規(guī)公交線路而言，有兩類決策變量：線路和發(fā)車頻率。其中線路變量又包含：兩個(gè)端點(diǎn)、線路長度

6、、路徑（途經(jīng)街道）、中途站點(diǎn)幾個(gè)分變量。而道路網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)問題只有一組決策變量：投資變量（01變量）或通行能力擴(kuò)容變量，可見普通公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所面臨的問題要比道路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所面臨的問題復(fù)雜。本論文著重解決的問題是公共交通網(wǎng)絡(luò)最短路徑求解，以及公共交通網(wǎng)絡(luò)均衡分配模型和算法的研究。模型和算法既要真實(shí)而準(zhǔn)確的描述公共交通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)，又要控制節(jié)點(diǎn)數(shù)量、數(shù)據(jù)輸入工作量等實(shí)用環(huán)節(jié)，以保證其實(shí)用性。2） 研究內(nèi)容本文研究的主要內(nèi)容是城市公共交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理論，包括：· 公共交通網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)描述方法；· 建立公共交通網(wǎng)絡(luò)阻抗（路段的和節(jié)點(diǎn)的）公式；· 公共交通網(wǎng)絡(luò)最短路徑算法；

7、· 公共交通網(wǎng)絡(luò)簡單均衡分配模型和算法；· 公交網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型和算法。3）關(guān)鍵技術(shù)公交客流量分配是建立在公交網(wǎng)絡(luò)最短路徑求解基礎(chǔ)之上的。因此，對公交網(wǎng)絡(luò)的最短路徑的求解，以及對公交網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)描述（特別是公交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的描述）是公交交通網(wǎng)絡(luò)客流分配的關(guān)鍵所在。當(dāng)然，在此基礎(chǔ)之上，建立公共交通網(wǎng)絡(luò)的均衡分配模型也是本研究的重要內(nèi)容。2、擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施方案及可行性分析1）研究方法參考前人在城市道路交通網(wǎng)絡(luò)方面的研究方法，以交通流理論和交通控制理論為基礎(chǔ)，采用系統(tǒng)最優(yōu)化技術(shù)，建立城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化模型。2）技術(shù)路線 公共交通網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)表達(dá)； 對于公共

8、交通而言，線路變量包含兩個(gè)端點(diǎn)、線路長度、路徑（途經(jīng)道路）、中途站點(diǎn)幾個(gè)分變量，簡化公共交通網(wǎng)絡(luò)的描述方法是關(guān)鍵。 走行時(shí)間公式；公共交通是以乘客為交通單元的，因此，其走行時(shí)間和道路網(wǎng)絡(luò)的走行時(shí)間不同?？紤]乘客在途中的舒適情況，公共交通走行時(shí)間步行時(shí)間等車時(shí)間公交運(yùn)行時(shí)間票價(jià)及不舒適度轉(zhuǎn)化的時(shí)間價(jià)值。探討乘客（人）選擇公共交通的時(shí)間消耗規(guī)律，建立公共交通網(wǎng)絡(luò)阻抗（路段的和節(jié)點(diǎn)的）公式。 公共交通網(wǎng)絡(luò)簡單均衡分配模型和算法；基于以上走行時(shí)間公式，研究適合公共交通網(wǎng)絡(luò)的最短路徑算法，建立公共交通網(wǎng)絡(luò)簡單均衡分配模型和算法。 在公交客流量分配的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行公交網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型和算法的研究。

9、實(shí)例驗(yàn)算。3）實(shí)施方案及可行性通過室外實(shí)地觀測公共交通的運(yùn)行參數(shù)，以此為基礎(chǔ)，建立公共交通的走行時(shí)間公式，然后運(yùn)用最優(yōu)化技術(shù)建模并探求其算法。由于城市公共交通非常普遍，并且本人將向公共交通運(yùn)營的管理部門進(jìn)行咨詢，尋求合作，確保公共交通運(yùn)行參數(shù)的觀測的可行性和準(zhǔn)確性。 四、研究基礎(chǔ)1、所需實(shí)驗(yàn)手段、研究條件和實(shí)驗(yàn)條件本論文的室外實(shí)驗(yàn)主要是對公共交通運(yùn)行參數(shù)的確定。計(jì)劃主要采用實(shí)地觀測、問卷調(diào)查、到有關(guān)部門進(jìn)行咨詢等方式開展室外實(shí)驗(yàn)工作，擬由本人以及同學(xué)協(xié)助完成。室內(nèi)工作主要依靠查閱大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，并進(jìn)行整理和分析；上海圖書館、同濟(jì)大學(xué)圖書館及交通運(yùn)輸學(xué)院圖書室有比較全面的公共交通方面的科技書

10、刊可供本課題參考；在互聯(lián)網(wǎng)上查閱文獻(xiàn)資料也是很好的獲得相關(guān)資料的途徑之一；此外還有前人豐富的研究成果供借鑒。室內(nèi)研究設(shè)備主要是新型微型計(jì)算機(jī)，大量相關(guān)應(yīng)用軟件及對軟件的熟練應(yīng)用可以保證數(shù)據(jù)處理和程序編制工作的順利完成。上述研究條件是本課題順利完成的基本保證。2、所需經(jīng)費(fèi)，包含經(jīng)費(fèi)來源、開支預(yù)算（工程設(shè)備、材料須填寫名稱、規(guī)格、數(shù)量）來源：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（城市交通的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理論）預(yù)算：總額為 13500元 項(xiàng)目費(fèi)用（元）文獻(xiàn)查閱、調(diào)研2000交通調(diào)查和室外實(shí)驗(yàn)2500計(jì)算用微型計(jì)算機(jī)6000碩士論文的印刷、審閱、答辯等費(fèi)用3000五、工作計(jì)劃序號階 段 及 內(nèi) 容工作量估計(jì)（時(shí)數(shù)）起迄日期

11、階段成果形式1234567閱讀文獻(xiàn)、收集資料交通調(diào)查、數(shù)據(jù)處理建模實(shí)例驗(yàn)算編寫論文論文修訂與排版打印論文答辯3001504002001001002004/2/12004/3/302004/4/12004/4/302004/5/12004/7/152004/7/152004/8/302004/9/12004/9/302004/10/12004/10/312004年2月中旬文獻(xiàn)閱讀報(bào)告交通調(diào)查及數(shù)據(jù)處理結(jié)果分析報(bào)告發(fā)表一篇文章，公共交通網(wǎng)絡(luò)的均衡分配模型與算法公共交通連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型論文初稿論文終稿獲得學(xué)位合計(jì)1250同濟(jì)大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文選題報(bào)告評分表評審項(xiàng)目權(quán)重評 分 標(biāo) 準(zhǔn)得分（百分制）

12、一、選題依據(jù)（A）30%80100分選題有較強(qiáng)的理論意義、實(shí)用價(jià)值，深刻的學(xué)術(shù)研究內(nèi)涵。6080分選題有一定的理論意義、實(shí)用價(jià)值，有一定的學(xué)術(shù)研究內(nèi)涵。60分以下選題缺乏理論意義和實(shí)用價(jià)值。二、理論基礎(chǔ)和專門知識(B)20%80100分較好的掌握堅(jiān)實(shí)寬廣的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)專業(yè)知識6080分基本的掌握堅(jiān)實(shí)寬廣的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)專業(yè)知識60分以下未能掌握堅(jiān)實(shí)寬廣的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)專業(yè)知識三、選題難度及先進(jìn)性(C)30%80100分研究課題屬于本學(xué)科發(fā)展的方向并居前沿位置,具有自己獨(dú)特的思考、研究課題具有較強(qiáng)的先進(jìn)性6080分研究課題屬于本學(xué)科發(fā)展的方向,并具有先進(jìn)性60分以下研究課題與本學(xué)科的發(fā)展方向先進(jìn)性不明顯,難度欠佳. 四、文字表達(dá)（D）10%80100分條理清晰，分析嚴(yán)謹(jǐn)，文筆流暢6080分條理較好，層次分明，文筆較流暢60分以下寫作能力較差五、口頭報(bào)告(E)10%80100分論文嚴(yán)密、邏輯性強(qiáng)、表達(dá)清楚。6080分基本概念清晰、層次分明。表達(dá)較清楚。60