基于蚁群算法的兰州市公交站点规划研究

文/李士伟 孙宏进

针对兰州市公共交通服务水平较低问题，利用兰州市110路公交作为算例提出基于蚁群算法的公交站点规划策略来进行公交线路优化，将重新规划城市公交线路及站点作为促进兰州市交通系统良性发展的具体措施。

1.兰州市交通现状

兰州市作为典型带状发展城市，其地理形状阻碍了交通路网结构规划的完整性。且兰州市公共交通服务存在高峰时期候车时间过长、公交线路站点设置不科学等问题，不能满足市民方便出行的需求。通过合理地公交线路站点规划可以尝试解决兰州公共交通服务水平较低问题。

2.公交站点选择策略设计

2.1算例分析。兰州110路公交线路见图1。实际调查发现兰州照相机厂家属院和职业技术学院的乘坐公交需求大，因此在原有的路线基础上新增这两个站点。

图1 兰州110路公交线路图

2.2模型构建。以选取服务乘客最多的路线为目标构建站点选择模型。式（1）为模型目标函数，服务乘客数量最多。μi为在车站i上车的乘客数，di为在车站i下车的乘客数。式（2）为车辆容量约束，Zi为当前公交人数。一辆车最多不超过60人。式（3）代表第i公交站点是否被选择，0代表放弃，1代表选择。式（4）公交线路站点数量约束，公交线路约束规定最多20个车站。

3.蚁群算法设计

蚁群算法存在6个基本参数：M 为蚂蚁数，Q表示信息素，E为迭代次数，α 为信息素影响因子。Β 为距离影响因子，ρ 代表信息素挥发程度。pkij表示蚂蚁处在某站点i选择下一个站点j的概率。用轮盘赌法选择下一个站点，计算见式（5）：

Δτij表示k只蚂蚁迭代后信息素增量，Δτkij表示第k只蚂蚁在本次迭代中释放的信息素。每次迭代完成后增加1次迭代次数，当迭代次数达到设定值则终止迭代。

4.仿真结果分析

根据实际上下车人数生成仿真数据并利用基于2.2的模型和约束条件利用蚁群算法进行仿真后所得线路如图2所示。优化后的110路公交运行线路增加兰州照相机厂家属院、职业技术学院两个站点，关闭和平饭店及五里铺(兰大一院)站点。根据实地考察发现k118路高峰大站快车能够满足和平饭店站的乘客乘车服务。省人民医院站和五里铺(兰大一院)站距离不足500m，可以将两站合并。优化后的新公交站点路线较为合理。

图2 优化后110路公交线路图

5.结论

本文针对兰州市公共交通服务水平较低问题从公交站点选址出发，挖掘潜在公交站点以增加服务乘客数量。设计蚁群算法求解以服务最多乘客数量为目标的问题模型，满足公交潜在客流需求，提升线路公交服务的乘客数。研究表明，优化后公交在乘客出行体验、服务范围上都更有优势。

引用出处

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