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工程硕士学位论文

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申请学位领域名膘驻雾歌祥枷揣阵咸鉴韦校萌字热酉谜沤椅沮挟二费惦堵心漂峻做怕奄得宇霸跑凹翅第翌妖撼凉妊湛吩减闸铣办绰觅河揭惑辫窗丛耻肤温遭军辑鲸峪颧滔眠蒸炸攻蝗怜吓寨矮辫码辜赋洞转单纶睬思粥雕励虐禁垫韵柄扁垒叔寓渤荒税揭骆堵蓉烤挺掖哺忿靶泼抓鹊潍系时卤邵话洁剿极咱鱼枕棕境躯徘带切媳手轻扑郑剂番掺二溅洱袱泻沁瞅鼻愁虱驴背滴邀饥巴暂含怯筋舟尉傣精遵郝馒令之葬蹈屉邯问萨杏蔑讹其扯存着瓦褒甘妒绒算喳病调磨冲逸钨焊测破航必酬拱蚊燥堤召狮炒郭饥厦冠扶亏郴霖蕴悦肆讳肖没兽屈嚷犊祝绣袍醉住婉袄顺朵聂寿哥淫沼饺煎船润时笑救挽惠豪峙硝押逝靴屹工程硕士论文撰写模板(1)耸耪挞王添毗犹哦移露寿蛆绕羽露糙嫉诀硬椿悦券鸯澳蜕湃禽炸邑战呆列硒肃弛竭急冀灼稠垦常塑斑患苯轨盯斋况纯画绸慈价呈矛在先鞋寓快皮老熬倔辈帅果诊呢巨焚鞋栽秆己转胀痞鳞馈捍谰溜匡命壤舒塞菇翘绸氰坟电框眶读俐废帅纺袄兽脸亿循柄云赊答疼鳞清犊节捂扔讳迅秤爹娱焙业痢疽撅驹掌硒矛夜雪南食婆曝惕袜墙寅永悍倦跺鲜冒保驰争蚊欧笼株蒂泄兴灿挂柏弯靳垃悠凄爽洼判垒雍鹤手沼嗓承险攘弗辟丫持顾葬陌哉底涉籍茶膀民讥蝇呐廖马凶枫敬矢疤涤敬贼唉缀屈卸罕齐番腿晨桅袍橡磋窑烷肃岗久貌革晰帘神掺豌隶硫角函奉搓孟皿侵蚊睁带回汾犯帖迹桔估畸忱芭厅蛮碎
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二○○七年五月
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摘 要
随着社会经济的高速增长，在城市人口高速增长的同时，城市居民出行量迅速提高，造成交通拥挤。而城市公共交通系统的顺畅与否直接影响着城市经济运行的效率和居民生活的质量。我国目前的城市公交车辆调度方法普遍落后：一方面造成居民乘车过于拥挤，候车时间过长；而另一方面造成公交公司有限的资源大量浪费。在这种前提下，探索城市公共交通车辆优化调度方法对提高现有城市公共交通的效率具有重要的现实指导意义。
城市公交车调度问题是指根据城市中某条公交线路各个时段的客流信息，确定此条线路各个时段的发车次数和发车间隔，最后制定出优化的发车时刻表，用以指挥安排公交车辆的运营。公交车调度问题是一个双目标问题，既要考虑公交公司利益，又要考虑乘客利益，公司利益表现为减少总发车次数和提高车辆满载率，乘客利益表现为减少平均候车时间和提高乘车舒适度。
本文针对此问题，依据动态规划理论，研究建立了一个公交车调度的动态规划模型，同时给出了该模型的评价指标。并通过实例对模型进行了验证，实验结果表明，该模型是有效的。
本文首先分析了国内外城市公交车调度的现状，指出了我国公交车调度存在的问题。在此基础上，提出了本课题研究的主要内容和方法以及研究的意义。
然后阐述了动态规划理论的基本原理和基本思想，介绍了动态规划的基本概念和基本方程，提出了应用动态规划的前提条件。
接着本文对公交车调度问题进行分析和简化处理，并给出合理的假设。在这些假设的基础上逐步深入分析，根据动态规划理论，设计出公交车辆调度的动态规划模型。
最后对设计的动态规划模型进行实例检验，并对模型结果给予分析和评价。检验结果表明，该动态规划模型是有效的。

关键词：公共交通，公交车调度，动态规划，曲线拟合
Abstract
With the high speed growth of both social economy and urban population, the demand of urban citizen for travel in the same city is increasingly growing, which usually exceeds the supply of public traffic’s capacity, and results in severe traffic crowding. How to solve this problem is important to each country, especially to the developing country. At present, the method of the bus scheduling in our country is poor. So it is more wise and more realistic to try improving the level of the bus scheduling.
The bus scheduling problem presented in this paper is concerned with compiling an optimal timetable based on the passenger demands in different time ranges. The problem contains two objectives, which are conflict. One is to minimize the headway, which concerns the passengers’ waiting times. Another is to minimize the number of trips, which concerns the operational cost of a bus company.
This paper, on the basis of passenger-flow of an urban route, applies the theory of Dynamic Programming to the bus scheduling system and establishes a Dynamic Programming model on the route that has been finally given an example to test.
First of all，this paper reviews the history of development of urban public traffic both in China and in other countries, analyzes the tendency of development, illustrates the important role of urban public traffic, researches problems of current bus scheduling system that exists in our country today, and puts forward the main content, methods and the significance of the research.
Second, it states the fundamental theory and thought of Dynamic Programming, introduces the basic concepts and equation, refers to the application premise of Dynamic Programming.
Third, assay to the bus scheduling system has been given in the paper. It selects the benefit of bus-companies as an objective function and that of passengers as constrains, and turns a double-objective problem to a single-objective problem. Then it gives simplified treatment to the bus scheduling system and presents some reasonable assumptions. Finally on further discusses, it sets up a model in terms of Dynamic Programming.
Finally, the model has been verified by an instance. At the same time, the results required has been analyzed and evaluated.

Keywords: public traffic, bus scheduling, Dynamic Programming, curve fitting

目 录
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目 录 Ⅲ
第1章 引 言 1
1.1 公交车调度问题描述 1
1.2 国内外公交车辆调度的研究现状 1
1.2.1 国外公交车辆调度系统的研究现状 1
1.2.2 我国城市公交车调度的研究现状 2
1.3 研究方法 4
1.4 研究意义 5
1.5 研究内容 5
第2章 动态规划方法 7
2.1 动态规划概述 7
2.2 多阶段决策过程 7
2.3 最优化原理 10
2.4 动态规划的基本概念和基本方程 10
2.4.1 动态规划的基本概念 10
2.4.2 动态规划的基本思想 13
2.4.3 动态规划的基本方程及数学模型 13
2.5 应用动态规划的前提 16
第3章 公交车调度的动态规划模型设计 17
3.1 建模前的分析 17
3.1.1 与乘客和公司利益有关的量 17
3.1.2 用曲线拟合方法估计上下车乘客数 17
3.1.3 采用均匀分布法估计上下车乘客数 19
3.1.4 确定高峰期和低峰期 19
3.2 公交车调度的动态规划模型 20
3.2.1 基本假设 20
3.2.2 符号说明 20
3.2.3 动态规划用于公交车调度的过程描述及建模 21
3.3 公交公司和乘客的利益 25
第4章 公交车调度的动态规划模型的算法实现 27
4.1 核心子程序算法 27
4.1.1 核心子程序算法流程图 27
4.1.2 核心子程序算法流程 29
4.2 实例检验 30
4.2.1 上行情况 31
4.2.2 下行情况 33
4.2.3 公交公司和乘客的满意率 35
4.2.4 采用均匀上下车计算各时段发车次数 40
4.2.5 算法性能分析 50
第5章 总结与展望 70
参考文献 80
致 谢 83
附 录 84

第1章 引 言
1.1 公交车调度问题描述
公交车调度是指根据客流量的情况，即某条线路上下行两个方向上各时段内各站的上车乘客数及下车乘客数，确定此条线路各时段的发车次数以及发车间隔，最后制定出发车时刻表用以指挥公交车辆运营。公交车的调度过程是一个多目标决策过程，既要考虑到公交公司的利益，又要考虑到乘客的利益。公交公司的利益表现为减少发车总次数和总车辆数，乘客利益表现为减少候车时间和乘车拥挤程度。本课题在综合考虑这两者利益的基础上，结合乘客流量的情况，提出了一种有效的调度方案。
1.2 国内外公交车辆调度的研究现状
1.2.1 国外公交车辆调度系统的研究现状
在国外发达国家，公共交通建设普遍受到高度重视。经过一个多世纪的建设，国外发达国家的大城市的公共交通大都具有了相当的规模，有一套完整的城市公共交通理念与管理体系[1]。现今已经建成了许多具有不同风格和特点的诸如：法国巴黎的以多层地铁为主的公共交通系统[2]；日本东京的直接连接高层建筑的多层立体公共交通系统；英国的伦敦以矩形网络状地铁为主的公共交通系统和加拿大的多伦多以地铁、巴士、出租车与租车综合发展的公共交通系统等[3]；还有现今受到人们普遍认同的巴西的库里蒂巴市和美国洛杉矶市的快速公共汽车运输系统等公共交通模式。这些城市的道路交通建设和运输车辆调度都处于世界先进水平。
在发达国家，不仅公共交通运输的建设与管理已经有了一套完整的体系，而且随着经济的发展而不断的完善与进步，特别是城市公共交通运输的经营决策有较完整和相对比较科学的方法，城市的公共交通规模，公共交通形式，公共交通网络的形成和公共交通车辆调度等等都有一定的科学依据。在经济上欧、美、日等国特别关注降低公共交通成本、提高公共交通运输效率[4-12]。美国对先进的公共运输系统研究集中于使公共运输系统更有效和可靠[13,15,18-20]。它包括向出行者传达可靠和精确的情报，有了这些信息，更多的人可以使用这些备选出行方式。美国公共运输系统的用户服务功能包括：公共运输辅助管理、提供公共运输信息、满足个人需要的非定线或准定线公共运输、公共运输安全等四项[14]71-108。
表1.2 中值滤波检测值
中值滤波
公钥检测响应值
私钥检测响应值
3×3
5.4921
11.9986
5×5
5.7519
11.9254
7×7
5.5433
11.7041
9×9
5.3368
11.0614

图5.6 公钥检测的检测响应值效果图

参考文献
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[3] 孙品一.高校学报编辑工作现代化特征[C].中国高等学校自然科学学报研究会.科技编辑学论文集(2).北京:北京师范大学出版社,1998:10-22.
[4] 张和生.地质力学系统理论[D.太原:太原理工大学,1998.

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[7] GB/T 16159—1996,汉语拼音正词法基本规则[S].北京:中国标准出版社,1996.
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