論文-地理信息系統(tǒng)1new

1、 文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述 題 目 安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 學(xué) 院 資源與環(huán)境學(xué)院 專 業(yè) 地理信息系統(tǒng) 畢業(yè)屆別 2012 屆 姓 名 程建峰 指導(dǎo)教師 李小英 職 稱 講師 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制 二一二年三月 目 錄 摘要.1 關(guān)鍵詞.1 前言.1 1.相關(guān)概念.2 1.1 地理信息系統(tǒng) .2 1.2 緩沖區(qū)分析 .2 1.3 疊置分析 .2 1.4 曲折度 .3 1.5 重疊率 .3 2.研究進(jìn)展.3 2.1 國(guó)外研究進(jìn)展 .3 2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展 .3 3.主要研究方法.5 3.1 緩沖區(qū)分析方法 .5 3.2 疊置分析方法 .5 3.3 其他數(shù)據(jù)處理方法 .5 4.展望.5 參考文獻(xiàn).7 程

2、建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 1 安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 程 建 峰 （甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院地理信息系統(tǒng)專業(yè)，甘肅蘭州 730070） 摘要：GIS 是在計(jì)算機(jī)軟、硬件支持下，采集、存儲(chǔ)、管理、處理、檢索、分析 和顯示空間物體的地理分布數(shù)據(jù)及與之相關(guān)的屬性，并以回答用戶問題為主要任 務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。本文討論了怎么樣利用 GIS 軟件處理地圖，利用 GIS 軟件的空間 分析功能做矢量化地圖的緩沖區(qū)分析和疊置分析，綜合人口及道路分布情況分析 公交線路的空白區(qū)。本文介紹了論文中采用的方法及怎么樣去實(shí)現(xiàn)公交線路的優(yōu) 化。 關(guān)鍵詞：GIS，公交線路，空間分析，重疊系數(shù)，優(yōu)化 前言 在經(jīng)濟(jì)與城市建設(shè)

3、快速發(fā)展的同時(shí)，安寧區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口迅速增長(zhǎng)， 對(duì)交通的需求也在日益增長(zhǎng)。當(dāng)前城市公交的發(fā)展速度、發(fā)展水平已經(jīng)不能滿 足城市人口、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。在安寧區(qū)主要交通道路和某些流量集中的交叉 口上，不同程度地出現(xiàn)了交通阻塞現(xiàn)象。公交公司在規(guī)劃布設(shè)公交線路時(shí),出于 經(jīng)濟(jì)效益的考慮,線路主要從客流集中的區(qū)域經(jīng)過,由于規(guī)劃人員對(duì)線路的熟悉 程度有限,缺乏對(duì)區(qū)域總體公交線路分布情況的認(rèn)識(shí),會(huì)出現(xiàn)客流密集區(qū)公交線 路多,而鄰近區(qū)域線路偏少、車輛配置偏少甚至無公交線路的無序運(yùn)行,易造成 運(yùn)力浪費(fèi)和交通堵塞。公交路線的優(yōu)化是城市交通建設(shè)中重要的一方面；一條 合理的路線對(duì)城市的發(fā)展起著作用。 基于本文對(duì)安寧區(qū)

4、的人口密集區(qū)域進(jìn)行空間分析，對(duì)公交線路進(jìn)行空間分 析，要根據(jù)城市人口分布區(qū)域,規(guī)劃和調(diào)整公交線路,覆蓋所有城市居民工作和 生活的地方,使容量適應(yīng)不斷膨脹的人流變化。 從國(guó)內(nèi)的發(fā)展需求和國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)可以看出，需要盡快研究適合我國(guó)的 基于的公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，使更好的應(yīng)用于公共交通中。 公交線路路的優(yōu)化必須以方便出行為目的，同時(shí)兼顧城市公共交通經(jīng)濟(jì)效 益為指導(dǎo)思想。我們考慮現(xiàn)有的公交路線的缺陷，在此基礎(chǔ)上應(yīng)該怎么考慮優(yōu) 化公交路線；我們先對(duì)現(xiàn)有的公交路線矢量化，然后對(duì)現(xiàn)有的公交路線進(jìn)行緩 程建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 2 沖區(qū)分析，觀察那些重要的人口密集區(qū)沒有公交車路線的緩沖區(qū)的覆蓋；看哪

5、些路段公交公交線路的重疊度比較大；最后進(jìn)行綜合分析，設(shè)計(jì)并優(yōu)化設(shè)計(jì)出 合理的公交路線。按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，城市公交站距在 500-600 米。市中心宜擇 下限值，城市邊遠(yuǎn)地區(qū)宜擇上限值。使一般乘客都處于以該站為中心的 350- 700 米半徑的范圍內(nèi)。但有些地方，站距過于小，這樣在一些路面較窄的地方 會(huì)導(dǎo)致交通阻塞，產(chǎn)生了不少負(fù)面效應(yīng)。建立數(shù)字化的城市道路網(wǎng)是進(jìn)行公交 線網(wǎng)優(yōu)化的基礎(chǔ)。 公交線網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)：公交線網(wǎng)優(yōu)化的目標(biāo)可以概括為兩個(gè)方面一方面是 提高公交運(yùn)營(yíng)的效率，為更多的乘客服務(wù)，使公交系統(tǒng)收益提高另一方面是降 低公交運(yùn)營(yíng)成本，使公交運(yùn)營(yíng)費(fèi)用降低。 1.相關(guān)概念 1.1 地理信息系統(tǒng) 地理

6、信息系統(tǒng)是一種決策支持系統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點(diǎn)。地理信 息系統(tǒng)可以為決策者提供相關(guān)的、多源的、多類型的、多尺度的空間信息，具 有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和管理、空間數(shù)據(jù)分析、空間信息推導(dǎo)、結(jié)果可視化表達(dá)和 輔助決策的功能。中的地理要素按照坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行空間定位，使具有時(shí)序性、 多維性、區(qū)域性特征的空間要素能夠進(jìn)行復(fù)合和分解，將隱含信息進(jìn)行顯示表 達(dá)，支持空間問題的處理與決策。地理信息系統(tǒng)是描述、存儲(chǔ)、分析和輸出空 間信息的理論和方法的一門交叉學(xué)科。從技術(shù)角度講，地理信息系統(tǒng)是以地理 空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地 理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)

7、。 1.2 緩沖區(qū)分析 針對(duì)點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立起周圍一定寬度范圍以內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形， 通常用于確定地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍。它是用來解決鄰近度 問題的空間分析工具之一。鄰近度描述了地理空間中兩個(gè)地物距離相近的程度。 程建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 3 1.3 疊置分析 疊置分析是將代表不同主題的各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層 面，疊置結(jié)果綜合了原來兩個(gè)或多個(gè)層面要素所具有的屬性。疊置分析不僅生 成了新的空間關(guān)系，而且還將輸入的多個(gè)數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬 性關(guān)系。疊置分析要求被疊加的要素層面必須是基于相同坐標(biāo)系統(tǒng)的相同區(qū)域， 同時(shí)還必須查驗(yàn)疊加層面之間的基

8、準(zhǔn)面是否相同。 1.4 曲折度 公交線路曲折度是指公交線路首末站之間的實(shí)際距離與空間直線距離之反 映了公交線路的曲折程度。公交線路的布設(shè)原則上應(yīng)以盡量接近直線為宜，但 線路走向布設(shè)受道路條件、線路網(wǎng)總體規(guī)劃、地形地貌、服務(wù)面積、服務(wù)群及 運(yùn)營(yíng)成本等因素的限制，因此始終保持直線是很難的。根據(jù)規(guī)范 ，公線路的 非直線系數(shù)以小為佳，理想值為 1，一般取 1.151.30 為宜，不應(yīng)大于 1.3，這 樣有利于提高行車速度，縮短乘車時(shí)間。 1.5 重疊率 重疊率是指公交線路長(zhǎng)度與公交線路相同的長(zhǎng)度與總長(zhǎng)度之比，反映了公 交線路在城市主要道路上的密集程度，能夠說明公交網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)合理與否。一 般來說，公交線

9、路在主干道上的重率最大不宜超過 67%，最好不大于 50%。 2.研究進(jìn)展 2.1 國(guó)外研究進(jìn)展 第一階段是從二戰(zhàn)后到 60 年代初，主要采用人工定線法，這種方法又分為 兩種形式一種是自然演變法，隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，公交線路的布設(shè)依據(jù)居民 的反應(yīng)和公交公司的觀察另一種是權(quán)威定線法戶法，公交線網(wǎng)的布設(shè)通過權(quán)威 結(jié)構(gòu)的評(píng)分或者專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來確定。 第二階段是從 60 年代到 80 年代，首次將乘客的舒適程度和出行時(shí)間作為 公交網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃的指標(biāo)，同時(shí)建立了相應(yīng)的公交線網(wǎng)優(yōu)化模型。 第三階段是從 80 年代至今，這一時(shí)期是公交線網(wǎng)的繁榮時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù) 的普遍應(yīng)用，使得線網(wǎng)規(guī)劃研究與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)

10、合。 程建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 4 2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展 國(guó)內(nèi)關(guān)于公共交通規(guī)劃研究起步較晚，其研究是從上世紀(jì)八十年代開始的。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，以及公交優(yōu)先的政策的提出，公共 交通規(guī)劃和公交線網(wǎng)的優(yōu)化的研究受到政府和專家的重視，發(fā)展較快。早期的 代表主要有楊兆升等提出了在公交網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)一定的條件下，將公交分配到出行 路徑上，得到公交客運(yùn)量最小的方案。張啟人等人以長(zhǎng)沙市公交線網(wǎng)優(yōu)化為研 究對(duì)象，提出了以直達(dá)公交乘客量最大為目標(biāo)，以線路重復(fù)系數(shù)、線路長(zhǎng)度等 為優(yōu)化約束條件的公交線網(wǎng)優(yōu)化模型。劉清等人提出了基于人工智能的廣義算 法，以乘客總交通時(shí)間、客流直達(dá)率為目標(biāo)，確立

11、目標(biāo)估計(jì)函數(shù)，采用啟發(fā)式 搜索技術(shù)，從每對(duì)端點(diǎn)搜索出滿足條件的備選路線，以此為基礎(chǔ)按二進(jìn)制理論 優(yōu)化組合成優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。張國(guó)伍等人考慮了公交線網(wǎng)的特性，采用了擴(kuò)展算法， 提出了多條公交線網(wǎng)最短路徑算法。 公交線網(wǎng)的優(yōu)化方法較多，但各種優(yōu)化方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，一種被廣泛接 受的公交線網(wǎng)優(yōu)化實(shí)用方法還有待進(jìn)一步研究。城市公交線網(wǎng)優(yōu)化布局時(shí)，大 部分?jǐn)?shù)據(jù)信息都同空間地理位置密切相關(guān)，且需要考慮眾多的因素，各項(xiàng)關(guān)鍵 技術(shù)的決策過程也大多同空間地理位置相關(guān)。例如公交線網(wǎng)布設(shè)、公交站點(diǎn)設(shè) 置、人口分布、交通小區(qū)劃分等與空間位置密切相關(guān)的信息。隨著規(guī)劃優(yōu)化工 作的進(jìn)行，作為中間結(jié)果或優(yōu)化成果的新的數(shù)據(jù)會(huì)不斷產(chǎn)生，

12、數(shù)據(jù)、圖紙的種 類和數(shù)量會(huì)不斷增加，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式會(huì)更加困難。交通規(guī)劃人員很難綜 合、定量地考慮各個(gè)空間因素的影響，不能夠?qū)臻g關(guān)系進(jìn)行分析和有效的決 策，需要引入一種能夠進(jìn)行空間分析決策的技術(shù)。技術(shù)的發(fā)展注重于對(duì)空間決 策的支持，的空間分析與決策功能是其區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的重要特征。在這 種情況下，在城市公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中引入技術(shù)成為一種必然。而且在我國(guó)城 市相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用，為技術(shù)在公共交通中的應(yīng)用提供了較好的數(shù)據(jù)支持。在 我國(guó)相當(dāng)一部分城市中是，為加強(qiáng)城市規(guī)劃管理工作的需要，技術(shù)在城市規(guī)劃 部門都有一些應(yīng)用。在公交線網(wǎng)優(yōu)化中采用，為利用城市規(guī)劃、市政管理等部 門的基礎(chǔ)設(shè)施資料提供了技

13、術(shù)上的可行性。 發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用技術(shù)于公共交通的規(guī)劃與管理中。洛杉磯都市交通委員 會(huì)研究建立了企業(yè)級(jí)的公交系統(tǒng)，服務(wù)于交通規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、運(yùn)營(yíng)管理以及 程建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 5 效益評(píng)價(jià)。加拿大艾伯塔省的卡爾加里市也在建立企業(yè)級(jí)的系統(tǒng)。美聯(lián)邦公共 交通管理局還專門發(fā)布了適用于公共交通規(guī)劃和管理的應(yīng)用系統(tǒng)國(guó)家規(guī)范 ， 通過規(guī)范公交數(shù)據(jù)，以推動(dòng)技術(shù)在公共交通中的應(yīng)用。 3.主要研究方法 本論文通過應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)的空間分析為主要研究工具，分析居民 出行特點(diǎn)，道路的等級(jí)情況，公交線路的緩沖區(qū)，建立公交線網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫， 研究基于的公交需求模型，提出一種在 GIS 環(huán)境下的公交線網(wǎng)優(yōu)化

14、設(shè)計(jì)方法； 通過實(shí)地調(diào)查蘭州市安寧區(qū)目前的公共交通狀況和特點(diǎn)、道路交通基礎(chǔ)設(shè)施情 況和客流分布的情況，提出目前存在的主要問題，并且給出相關(guān)優(yōu)化路線。 3.1 緩沖區(qū)分析方法 針對(duì)點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立起周圍一定寬度范圍以內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形， 通常用于確定地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍。它是用來解決鄰近度 問題的空間分析工具之一。鄰近度描述了地理空間中兩個(gè)地物距離相近的程度。 3.2 疊置分析方法 疊置分析是將代表不同主題的各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層 面，疊置結(jié)果綜合了原來兩個(gè)或多個(gè)層面要素所具有的屬性。疊置分析不僅生 成了新的空間關(guān)系，而且還將輸入的多個(gè)數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)

15、生了新的屬 性關(guān)系。疊置分析要求被疊加的要素層面必須是基于相同坐標(biāo)系統(tǒng)的相同區(qū)域， 同時(shí)還必須查驗(yàn)疊加層面之間的基準(zhǔn)面是否相同。 3.3 其他數(shù)據(jù)處理方法 公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集：公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可分為四大類公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、公交客 流數(shù)據(jù)、公交行車數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。本論文的數(shù)據(jù)是在網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)過統(tǒng)計(jì)處理而 來的。 數(shù)字地圖的獲?。褐苯荧@取方式包括直接從同一城市的相關(guān)規(guī)劃成果中 獲取數(shù)字地圖和直接從國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中獲取該城市的數(shù)字地圖，間 接獲取方式包括數(shù)字化地圖、數(shù)字化地形圖、解析遙感數(shù)據(jù)等方式。本論文的 程建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 6 數(shù)字地圖是蘭州行政區(qū)劃圖。 利用 GIS 軟件對(duì)地圖進(jìn)行處

16、理，糾正、矢量化、空間分析。 4.展望 GIS 技術(shù)具有強(qiáng)大的空間分析功能，利用技術(shù)能提高公交線網(wǎng)優(yōu)化的水平， 但要使基于的 GIS 公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到推廣和應(yīng)用，以下問題有待進(jìn)一步解 決：基于 GIS 的公交實(shí)體數(shù)據(jù)模型沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有待于進(jìn)一步研究。 基于 GIS 的公交需求預(yù)測(cè)模型還沒有完善，需要開發(fā)適用于技術(shù)的公交需求預(yù) 測(cè)模型，進(jìn)一步提高公交線網(wǎng)優(yōu)化的水平。許多城市的不同部門都建立了相 應(yīng)的系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)資源并不共享，造成了數(shù)據(jù)資源開發(fā)和管理的浪費(fèi)，政府部 門專門的技術(shù)力量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。 公交路線應(yīng)當(dāng)盡可能的覆蓋整個(gè)城市，而目前的路線在一些路段還是存在 著盲區(qū)。發(fā)車間隔時(shí)間

17、過于固定，沒有考慮高峰期和空閑期。公交線路目前的 發(fā)車時(shí)間基本上都是固定的，而實(shí)際中的客流量卻是隨著時(shí)間和日期的變化而 不斷的改變。這樣在現(xiàn)實(shí)中就會(huì)存在著一種現(xiàn)象：有時(shí)候，車內(nèi)空空只有幾個(gè) 人；有時(shí)候，乘客卻擠不上車。所以，需要根據(jù)客流量的變化對(duì)發(fā)車頻率做相 應(yīng)的調(diào)整。如 ：公園、學(xué)校周末出行人口就比較多，上班的人口就比較少，周 末可以給這些地方縮短發(fā)車時(shí)間，平時(shí)人比較少的時(shí)候可以延長(zhǎng)發(fā)車時(shí)間。早 上上班時(shí)間是公交線路最為繁忙的時(shí)期，這個(gè)時(shí)間段應(yīng)該加大對(duì)交通要道的檢 查。 程建峰：蘭州市安寧區(qū)公交線路的優(yōu)化 7 參考文獻(xiàn) 1 劉陽明.寧波市公交線網(wǎng)優(yōu)化研究D.寧波:寧波大學(xué),2011,10-1

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