【摘 要】
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为解决城市交通拥堵问题,交通管理者陆续提出了各种管控措施和政策意见,但实践证明,只有大力发展公共交通,建立完善、方便、舒适的公交系统,才是解决城市交通拥堵问题的关键所在。合理的公交时刻表编制不仅可以为出行者提供出行指导,更可以为公交管理者进行公交系统智能运营调度提供依据。因此,本文基于公交GPS数据进行公交运行特性分析,据此提出公交到站时间预测模型,然后在此基础上建立了重叠区域公交时刻表优化模型和
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为解决城市交通拥堵问题,交通管理者陆续提出了各种管控措施和政策意见,但实践证明,只有大力发展公共交通,建立完善、方便、舒适的公交系统,才是解决城市交通拥堵问题的关键所在。合理的公交时刻表编制不仅可以为出行者提供出行指导,更可以为公交管理者进行公交系统智能运营调度提供依据。因此,本文基于公交GPS数据进行公交运行特性分析,据此提出公交到站时间预测模型,然后在此基础上建立了重叠区域公交时刻表优化模型和公交干线准点控制算法。本文主要完成的内容和工作如下:（1）首先对公交GPS数据进行数据清洗和插值处理,提取出公交车辆的到离站信息,并结合实际数据分别分析公交车辆在路段和站点的运行特性,总结其时空分布规律,进行时段划分;根据运行特性分析确定预测模型的输入特征,选择历史均值模型和随机森林回归模型对停站时间和行程时间进行预测。最后建立停站时间和行程时间的组合预测模型对到站时间进行预测,并通过实例数据验证预测的精度效果。（2）针对重叠区域“站台小火车”、串车、公交载客严重失衡的现象,本文建立了以乘客候车时间最小为优化目标的多线路公交时刻表协调优化模型,通过调节各线路发车间隔,结合行程时间和停站时间估计得到车辆计划到站时刻,从而计算出优化时段重叠站点总候车时间。在不改变公交企业运力配置的情况下,实现了重叠区域资源利用的最优化,并根据模型特点选取遗传算法对模型进行优化求解。算例结果表明,在客流均匀分布的情况下,优化后的发车时刻表可保证载客人数不变的同时有效降低重叠区间乘客的候车时间。（3）考虑到公交的可靠性是居民出行选择公交的重要因素之一,为提高公交的准点率和可靠性,设计了基于多交叉口协调设计的公交干线准点控制算法,从信号控制层面对公交进行准点控制,通过双向红波协调设计数解算法求解干线准点控制方案,并得到在信号控制干预条件下的公交到站时刻表。最后通过VISSIM仿真实验对本文所求方案的有效性进行验证,结果表明本文方案可缓解行程时间和停站时间带来的到站时间波动,实现公交车到站时间可控。（4）通过分析智慧公交系统的现状与需求,结合上述研究内容,本文设计了公交智能调度与准点监控系统,可用于实现公交到站时间规律分析与预测、求解优化的发车时刻表和公交准点控制方案等工作,提高公交运行效率的同时保障公交的准点到站。
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