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公共交通中的行程时间预测方法研究

作　者: 谢明隆
导　师: 靳文舟
学　校: 华南理工大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 公交行程时间时间预测灰色预测模型多层次递阶模型
分类号: U491.17
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国经济的高速发展和城市化的进一步加剧,交通运输的需求迅猛增长。交通运输已成为现代城市的基本要素,对于保证社会经济体系及日常生活的正常运转发挥着越来越大的作用。然而随着我国私人小汽车保有量的飞速增长,城市交通面临着交通拥堵、交通事故、空气污染、噪声污染等诸多问题。城市交通拥堵是世界各大城市在发展过程中的必然阶段,各大城市用以解决这一矛盾的途径也各不相同,而大力发展公共交通,采取多种手段调控城市交通结构,引导城市交通向以公共交通为主体的方向发展,形成多方式组合协调发展的交通模式是大城市发展的一种必然选择。国内外城市发展的经验教训,也证明了优先发展公共交通是解决城市交通的根本途径之一。然而公共交通事业的快速发展,离不开现代化的公交技术和管理手段。地面公交的诸多外部因素的不确定性为行车计划时刻表的执行,车辆、人员调度制造了较大的难度,导致公交服务可靠性不高,加之信息服务不到位,由此产生的额外等待时间、等待焦虑、不能准点到达目的,公交分担率始终处于较低水平,一方面为城市居民的大规模公共交通出行带来了不便,另一方面阻碍了低能耗、低污染、高效能、可持续的城市交通结构的构建。因此,在给定的技术条件下,对地面公交(特别是非专用道条件下的地面公交)行程时间的预测方法进行深入研究具有重要的理论意义和应用价值。本文对公交行程时间的影响因素进行了系统的研究,并提出了结合站点停靠时间和路段运行时间的行程时间预测模型,本文主要包括以下内容:1、本文采取基于GPS技术和IC技术的数据自动采集技术,将现有自动采集的数据进行有效匹配,提取行程时间预测所需数据,通过对数据的整理分析,研究车辆及客流的到达规律,为模型的建立提供数据支撑。2、本文详细研究了公交车停靠时间的几个过程,将公交车辆站点停靠时间段分为减速进站、开门、上下车、关门、加速离站几个步骤,针对不同的步骤分析了各因素对公交停靠延误的影响,并结合广州市公交车辆特性,建立了两车门公交车辆站点一次停站服务的时间预测模型。3、本文应用灰色模型及多层次递阶模型对公交车路段运行时间进行了预测,预测模型充分考虑了路段实时运行状况,将路段流量、占有率等作为输入变量,实时动态地预测公交路段运行时间,并采用组合优化预测理论,建立基于以上两种预测方法的组合预测模型。本文所提出的模型简单、实用,在研究过程中对已有研究思路和研究成果进行了较完整的归纳总结,为后续深入研究理清了思路、明确了突破方向。本文提出了的预测模型对于智能公交管理系统的研究有一定的推动作用。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题来源  12
  1.2 研究背景  12-13
  1.3 研究目的及意义  13-14
    1.3.1 研究目的  13
    1.3.2 研究意义  13-14
  1.4 行程时间预测方法的国内外研究现状  14-16
    1.4.1 国外研究概况  14-15
    1.4.2 国内研究概况  15-16
  1.5 研究内容及技术路线  16-17
  1.6 小结  17-18
第二章公交数据采集技术  18-27
  2.1 GPS数据采集技术  18-22
    2.1.1 卫星导航系统  18-19
    2.1.2 GPS系统的组成  19-20
    2.1.3 GPS的信息传输  20-21
    2.1.4 GPS在交通领域的应用  21-22
  2.2 公交IC卡  22-25
    2.2.1 公交IC卡系统组成  23-24
    2.2.2 公交IC卡系统的数据采集  24-25
    2.2.3 广州羊城通  25
  2.3 人工调查法  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章公交车辆站点停靠时间预测  27-41
  3.1 公交车辆站点停靠时间影响因素分析  28-29
  3.2 公交车辆站点停靠延误时间分析  29-36
    3.2.1 站点设置对停靠延误的影响  29-33
    3.2.2 车辆特性对停靠延误的影响  33-34
    3.2.3 公交客流对停靠延误的影响  34-35
    3.2.4 运营管理对停靠延误的影响  35-36
  3.3 公交车辆停靠站时间预测模型  36-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章公交车辆路段运行时间预测  41-52
  4.1 公交车辆路段运行时间的定义  41
  4.2 公交车辆路段运行时间影响因素分析  41-43
  4.3 基于模糊优化灰色理论的公交车辆路段运行时间预测模型  43-46
    4.3.1 灰色预测模型原理  43
    4.3.2 GM（1,N）预测模型的建立  43-44
    4.3.3 模型检验分析  44-46
    4.3.4 模糊优化灰色预测模型的建立  46
  4.4 基于多层递阶法的公交车辆路段运行时间预测模型  46-49
    4.4.1 多层次递阶方法原理  46-47
    4.4.2 数学模型  47-48
    4.4.3 参数的时变估计  48-49
  4.5 基于组合预测理论的公交车辆路段运行时间预测  49-51
    4.5.1 线性组合预测基本理论  49-50
    4.5.2 线性最优组合预测方法  50
    4.5.3 简单平均线性组合预测方法  50-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章公交车辆行程时间预测应用实例  52-63
  5.1 实例选取  52
  5.2 公交车辆行程时间预测流程  52-55
  5.3 实例线路及数据说明  55-59
  5.4 预测结果与误差评价  59-62
    5.4.1 一般预测模型  59
    5.4.2 组合预测模型  59-62
  5.5 本章小结  62-63
结论与展望  63-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间取得的研究成果  68-69
致谢  69-70
附件  70

公共交通中的行程时间预测方法研究

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