摘要：本项目通过对现有的关于城市地铁与公交接驳问题的现状进行分析，总结城市地铁与公交接驳的相关理论、原则及接驳方式，以此对公交接驳站点的设置以及公交班次设置进行具体研究。首先通过对杭州市地铁一号线沿路的交通状况进行具体分析，分别以地铁线路和公交线路最少重叠、居民的最少行走距离、最少等待时间为目标函数构建规划模型，根据规划模型求解结果以及现有的地铁站点与班次时间，得到接驳地铁的公交路线的最优化方案。对该方案进行计算机模拟仿真，根据仿真结果，对杭州市地铁一号线沿路的公交路线进行优化分析建议。
　　关键词：通行能力；函数拟合；车流波动；时空交互模型
　　0 引言
　　对对于机械动力的智慧征服，是人类进入了汽车文明时代。但是21世纪的中国，在北京，在上海，在几乎所有大城市，“堵车就像一种城市病，在各大城市愈演愈烈，该“病症”严重影响了社会发展的步伐和时代运行的效率。如果说把“堵车”这一交通现象，“堵”的不仅是车不能前进，还“堵”住社会的进步和市民的。
　　1 问题重述
　　1.1 问题背景
　　放眼望去，我国这十几年来，各大一线城市都已建立了地铁，并加以使用；近几年来，其它二、三线城市也陆续的在建立或适用了地铁。地铁因其有绿色环保、节能、噪音少等特点，这一交通工具得到了人们广泛的认可与赞赏，并有成为主流交通工具的趋势。地铁的使用虽然为人民带来了便利、促进了城市的发展，但是地铁自身的局限性，未能在根本上解决我国交通问题。众所周知，公交车和地铁这两种是人们出行最常用、也是最方便的交通工具，为此，只有把地铁和公交车结合起来，才能解决好我国城市交通拥堵这一难题。
　　杭州规划的地铁规模路线总长为375.6千米，总路线为10条路线，此外，还有四条轨道交通，就是瓜沥线、瓶窑线、临浦线和杭临线。地铁的第一期工程全厂68.79千米，由地铁1号线和地铁2号线、以及地铁四号部分线路组成。杭州地铁一号线于2007年3月28日开始建设，2012年11月建成通车。杭州地铁二号线东南段将于2013年底前建成通车。地铁二期工程，杭州地铁二号线西北段，地铁4号线将于2011年8月开工建设。预计至2020年杭州至少能使用或开工十条地铁路线，部分线路中还会延伸及瓜沥镇线。为此，杭州迎来地铁时代。根据调查，杭州市已拥有较为完善的快速公交系统，杭州地铁一号线与快速公交线路有很多重叠部分，从而导致公共交通资源不必要的浪费。
　　2 问题分析
　　基于以上背景，有以下四个问题需要解决：
　　第一，城市交通里面地铁线路和公交线路有很多互相重叠的路线，这就意味着乘客在搭乘地铁和公交时走了很多相同的路线，这同时浪费了乘客的时间和公共交通资源，同时也不利于城市的交通规划。因此，当务之急是科学、合理的设置地铁线路和公交线路，合理地配置公共交通的资源。
　　第二，公交站点和地铁站的设置不合理，例如公交站与地铁站之间的路程较远，为乘客的搭乘造成了很多的不便，进而可能滋生非法的营运，如非法“摩的”。因此必须优化地铁站点和公交站点的设置，尽量减短两者之间的距离。
　　第三，公交车末班车时间比地铁早，出现了一个不合理的现象——搭最后一班地铁回家的乘客却没有公交车可以搭。因此合理安排公交车和地铁的末班车时间是非常必要的。
　　第四，私家车数量与日俱增，交通拥堵问题严重，严重影响人们的出行，地铁与公交的高效接驳将为人们出行提供快捷便利的方式，从而减少私家车的数量，缓解交通拥堵现象，改善汽车尾气对环境的污染状况。
　　3 车辆排队长度模型的建立与求解
　　根据二流理论，首先建立单车道路段排队长度模型，然而根据实际情况任意一条车道都不存在超车现象的单车道路段，因此所有车道可以看做一个车道组，这一车道组就成为单人口单出口的单车道路段，可以通过计算一个平均值描述多车道路段的车辆排队长度，建立多车道排队长度与实际通行能力、事故持续时间、上游车流量关系的模型。
　　定理1：车辆需求与实际通行能力、地铁到达时间和地铁周边车流量的关系：