2023年开题报告城市公共交通网络设计终版.doc

材料之二 硕士研究生学位论文选题报告 及论文工作方案 课 题名 称 城市公共交通网络设计理论 学 号 0220230227 研 究 生 芦 群 专业、年级 交通运输规划与管理02级 所在 院系 交通运输学院 导 师 刘 灿 齐 副 导 师 选 题 时间 2023年12月28日 同济大学研究生院 2023 年 1 月 1 日 一、立论依据 课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值 改革开方以来，我国经济迅速开展，城市化进程逐步加快，城市人口急剧增长，城市规模不断扩大，城市交通问题日趋紧张。大力开展公共交通是解决我国城市交通问题的关键所在。公共交通能够体现社会公平性，体现社会的经济合理性，具有节省能源，充分利用交通资源，减少环境污染等优点。 而对于公共交通网络的设计问题，由于公共交通系统和道路交通系统在目标函数、交通单元、走行时间函数等方面的差异，不能照搬、套用道路交通系统的设计方法。 本研究旨在对城市公共交通网络的客流均衡分配和连续网络优化设计问题进行探讨；在借鉴前人研究成果的根底上，为城市公共交通网络设计提供系统的、科学的理论支持；并进行公共交通网络设计方法的量化方面的研究，编制程序，提高城市公共交通网络设计方法的科学性和实用性。 本研究的意义主要表现在以下几个方面： （1） 优先开展城市公共交通的战略需要； （2） 城市公共交通自身完善和开展的客观需要； （3） 优化城市交通结构的需要。 二、文献综述 国内外研究现状、开展动态；所阅文献的查阅范围及手段 所谓交通网络设计问题〔NDP－Network Design Problem〕就是为应对日益增加的出行需求而做出交通网络扩展的优化决策问题。分为：将现有线路升级和添加新线路。前者称为“连续网络设计问题〞〔CNDP－Continuous NDP〕，后者称作“离散网络设计问题〞〔DNDP－Discrete NDP〕。城市公共交通网络设计既包含连续网络设计问题，也包含离散网络设计问题。关于该问题的数学描述及其求解方法的研究已有人做了探讨。但总的看来，关于这个问题的研究还没有理想的、公认的数学模型。对于公交客流分配方法一般是采用非均衡的分配方法，如按换乘次数划分路径搜索的优先级后，采用修正的logit模型[1]进行分配。由于Logit模型自身存在的缺陷[2]，采用该模型进行公交网络流量分配并不准确；而且没有考虑乘客途中的舒适度对出行阻抗的影响；对于公共交通网络的节点换乘延误往往没有在最短路径的求解中计算，而是在分配的过程中考虑之。对于城市公共交通客流的均衡分配方法研究缺乏。本论文将对城市公共交通网络的客流均衡分配做进一步研究，并在此根底上对公交网络的连续网络设计问题作初步探讨。 【参考文献】 [1] 王炜、徐吉歉等，城市交通规划理论及其应用，东南大学出版社，1998 [2] 刘灿齐：现代交通规划学，人民交通出版社〔2023〕 [3] 施光燕、董加礼，最优化方法，高等教育出版社，1999 [4] LIU Canqi: Discrete Network Problem Without Budget Constraint, TRAFFIC AND TRANSPORTATION STUDIES〔ICCTS 2023’〕，367-372 三、研究内容 1、学术设想与思路、主要研究内容及关键技术 1〕学术构思 交通规划主要包括四个环节：交通调查－交通预测－方案设计－方案评价，本研究主要针对方案设计阶段，首先建立公共交通出行时间公式，然后构造相应的均衡分配模型和优化模型并求解，最后对模型的实际应用进行探讨。 就一条常规公交线路而言，有两类决策变量：线路和发车频率。其中线路变量又包含：两个端点、线路长度、路径〔途经街道〕、中途站点几个分变量。而道路网络的设计问题只有一组决策变量：投资变量〔0—1变量〕或通行能力扩容变量，可见普通公交网络设计所面临的问题要比道路网络设计所面临的问题复杂。本论文着重解决的问题是公共交通网络最短路径求解，以及公共交通网络均衡分配模型和算法的研究。模型和算法既要真实而准确的描述公共交通网络的结构和运行特点，又要控制节点数量、数据输入工作量等实用环节，以保证其实用性。 2） 研究内容 本文研究的主要内容是城市公共交通网络设计理论，包括： · 公共交通网络的数学描述方法； · 建立公共交通网络阻抗〔路段的和节点的〕公式； · 公共交通网络最短路径算法； · 公共交通网络简单均衡分配模型和算法； · 公交网络的连续网络设计模型和算法。 3〕关键技术 公交客流量分配是建立在公交网络最短路径求解根底之上的。因此，对公交网络的最短路径的求解，以及对公交网络的数学描述〔特别是公交网络中节点的描述〕是公交交通网络客流分配的关键所在。当然，在此根底之上，建立公共交通网络的均衡分配模型也是本研究的重要内容。 2、拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 1〕研究方法 参考前人在城市道路交通网络方面的研究方法，以交通流理论和交通控制理论为根底，采用系统最优化技术，建立城市公共交通网络的最优化模型。 2〕技术路线 ① 公共交通网络的数学表达； 对于公共交通而言，线路变量包含两个端点、线路长度、路径〔途经道路〕、中途站点几个分变量，简化公共交通网络的描述方法是关键。 ② 走行时间公式； 公共交通是以乘客为交通单元的，因此，其走行时间和道路网络的走行时间不同。考虑乘客在途中的舒适情况，公共交通走行时间＝步行时间＋等车时间＋公交运行时间＋票价及不舒适度转化的时间价值。探讨乘客〔人〕选择公共交通的时间消耗规律，建立公共交通网络阻抗〔路段的和节点的〕公式。 ③ 公共交通网络简单均衡分配模型和算法； 基于以上走行时间公式，研究适合公共交通网络的最短路径算法，建立公共交通网络简单均衡分配模型和算法。 ④ 在公交客流量分配的根底之上，进行公交网络的连续网络设计模型和算法的研究。 ⑤ 实例验算。 3〕实施方案及可行性 通过室外实地观测公共交通的运行参数，以此为根底，建立公共交通的走行时间公式，然后运用最优化技术建模并探求其算法。 由于城市公共交通非常普遍，并且本人将向公共交通运营的管理部门进行咨询，寻求合作，确保公共交通运行参数的观测的可行性和准确性。 四、研究根底 1、所需实验手段、研究条件和实验条件 本论文的室外实验主要是对公共交通运行参数确实定。方案主要采用实地观测、问卷调查、到有关部门进行咨询等方式开展室外实验工作，拟由本人以及同学协助完成。 室内工作主要依靠查阅大量国内外相关文献，并进行整理和分析；上海图书馆、同济大学图书馆及交通运输学院图书室有比拟全面的公共交通方面的科技书刊可供本课题参考；在互联网上查阅文献资料也是很好的获得相关资料的途径之一；此外还有前人丰富的研究成果供借鉴。室内研究设备主要是新型微型计算机，大量相关应用软件及对软件的熟练应用可以保证数据处理和程序编制工作的顺利完成。上述研究条件是本课题顺利完成的根本保证。 2、所需经费，包含经费来源、开支预算〔工程设备、材料须填写名称、规格、数量〕 来源：国家自然科学基金项目〔城市交通的网络设计理论〕 预算：总额为 13500元 项目 费用〔元〕 文献查阅、调研 2023 交通调查和室外实验 2500 计算用微型计算机 6000 硕士论文的印刷、审阅、辩论等费用 3000 五、工作方案 序号 阶 段 及 内 容 工作量估计 〔时数〕 起迄日期 阶段成果形式 1 2 3 4 5 6 7 阅读文献、收集资料 交通调查、数据处理 建模 实例验算 编写论文 论文修订与排版打印 论文辩论 300 150 400 200 100 100 2023/2/1 ～ 2023/3/30 2023/4/1 ～ 2023/4/30 2023/5/1 ～ 2023/7/15 2023/7/15 ～ 2023/8/30 2023/9/1 ～ 2023/9/30 2023/10/1 ～ 2023/10/31 2023年2月中旬 文献阅读报告 交通调查及数据处理结果分析报告 发表一篇文章，公共交通网络的均衡分配模型与算法 公共交通连续网络设计模型 论文初稿 论文终稿 获得学位 合计 1250 同济大学硕士研究生学位论文选题报告评分表 评审项目 权重 评 分 标 准 得分〔百分制〕 一、选题依据〔A〕 30% 80~100分 选题有较强的理论意义、实用价值，深刻的学术研究内涵。 60~80分 选题有一定的理论意义、实用价值，有一定的学术研究内涵。 60分以下 选题缺乏理论意义和实用价值。 二、理论根底和专门知识(B) 20% 80~100分 较好的掌握坚实宽广的理论根底和系统专业知识 60~80分 根本的掌握坚实宽广的理论根底和系统专业知识 60分以下 未能掌握坚实宽广的理论根底和系统专业知识 三、选题难度及先进性(C) 30% 80~100分 研究课题属于本学科开展的方向并居前沿位置,具有自己独特的思考、研究课题具有较强的先进性 60~80分 研究课题属于本学科开展的方向,并具有先进性 60分以下 研究课题与本学科的开展方向先进性不明显,难度欠佳. 四、文字表达〔D〕 10% 80~100分 条理清晰，分析严谨，文笔流畅 60~80分 条理较好，层次清楚，文笔较流畅 60分以下 写作能力较差 五、口头报告(E) 10% 80~100分 论文严密、逻辑性强、表达清楚。 60~80分 根本概念清晰、层次清楚。表达较清楚。 60分以下 表达较差 总分 总分=0.3A+0.2B+0.3C+0.1D+0.1E 备注：评审专家只对五项指标每一项的最后一栏内打分〔百分制〕，不必计算总分。 评审小组组成： 组成 姓名 职称 单位 签字 导师 成员 注：此评分表作