城市公交運營線路固定,其線網布設的優劣是衡量公交發展程度、運營能力及服務質量的重要指標。因此,公交線網最佳化對提高乘客出行效率、降低運營投入及完善資源分配具有十分重要的意義。下面將分別介紹基於不同目標的公交線網最佳化技術。

1.基於交通效率的公交線網最佳化

公交效率為一定的公交投入與該投入所產生的對居民公交需求滿足程度之間的對比關係,運輸效率越高,在相同的公交投入下居民對公交需求的滿足程度越高。公交的投入主要包括線網建設費用、車輛費用及能源消耗,公交的需求主要指乘客的總出行時間。基於交通效率的公交線網最佳化即以上述多種費用及總出行時間的最小化為目標。

1)公交線網建設費用

設公交線網中的路段集合為A,則公交線網建設費用可以表示為

式中:F——公交線網建設費用,元;

qp

a

——公交線網中路段a的公交流量,pcu/h;

qa

——公交線網中路段a的交通流總量,pcu;

la

&n;

Ca

——公交線網中路段a的通行能力,pcu/h;

fa

(Ca

)——路段a建設費用函式。

2)公交車輛費用

設全部公交車輛集合為E,則公交車輛費用可以表示為

式中:V——公交車輛總費用,元;

PCHe

——公交車輛e的購置費用,元;

MTe

——公交車輛e的維修費用,元。

3)公交能源消耗

公交的能源消耗量可以表示為

式中:ERC——公交的能源消耗量,MJ/(pcu·km);

τb

(vab

)——公交線網路段a上第b種公交車型在vab

速度的行駛工況下的能源消耗因子,g/(pcu·km)。

4)乘客總出行時間

設公交車型集合為B,則公交乘客的總出行時間可以表示為

式中:T——公交乘客的總出行時間,h;

Pb

——第b種公交車型的平均載客人數;

qp

ab

——公交線網路段a上第b種公交車型的交通流量,pcu;