论文总字数：85589字

摘 要

随着城市化进程的推进，大量人口向城市聚集，给城市带来了交通拥堵、道路资源紧缺等诸多问题。为了缓解城市交通拥堵和实现城市可持续发展，许多城市都在大力推动城市公共交通综合运输体系的建设。同时，城市规模不断扩大，城市交通出行趋向长距离和多模式发展。如今，单一模式的交通网络已难以完整地描述城市交通出行，多模式交通网络成为表征城市交通出行的模型基础，并为路径搜索、交通分配等研究提供了研究载体。

本文对城市多模式交通出行进行了深入研究，基于超网络理论构建了城市多模式公共交通网络表征模型。首先对城市各交通方式进行了特征分析，以此为基础梳理城市多模式交通网络中交通节点、交通弧段、交通网络各要素之间的逻辑关系，并以面向对象的思想定义了模型数据结构。

以模型要素梳理为基础，本文采用超网络理论的分层集成思想对城市多模式公共交通网络模型进行了构建。通过构建城市道路网络、公交线路网络和轨道交通线路网络三层子网络，引入连接各层子网络的虚拟弧描述换乘过程，构建形成能够表征多模式交通出行的交通网络模型，并在此基础上对广义费用函数和路径搜索算法进行了相应研究，丰富了模型内涵。

最后，本文基于南京市实际路网进行案例分析，构建了南京城区道路网络、公交线网、轨道交通网络以及南京城区多模式公共交通网络，并利用ECharts工具进行了可视化展示，使研究成果得以更加实际且直观地呈现，同时借助最短出行路径的实例展示，证明了模型的有效性。

关键词：多模式交通，超网络，数据结构，换乘弧，交通网络

Abstract

With the acceleration of the urbanization, a large number of people gathered in cities, bringing problems such as traffic congestion and shortage of road resources. In order to alleviate traffic congestion and achieve sustainable development, many cities are vigorously building urban public transport system. At the same time, the scale of the city continues to expand, and urban traffic tends to develop in long distances and multi-modes. Nowadays, the single-mode transportation network has been difficult to describe urban traffic completely. The multi-mode transportation network, therefore, becomes the basis for characterizing urban traffic travel, and provides research carriers for path search and traffic assignment.

In this paper, the urban multi-mode traffic is deeply studied, and the multi-mode public transport network model is constructed based on the hyper-network theory. First, this paper analyzes the characteristics of urban transportation, combs the logical relationship between traffic nodes, traffic arcs and traffic network in urban multi-mode transportation network, and defines model data structure with object-oriented thinking.

Based on the combing of model elements, this paper constructs a multi-mode public transport network based on the hierarchical integration of hyper-network theory. By constructing a three-layer sub-network of urban road network, bus network and rail transit network, and introducing a virtual arc that characterizes the transfer process, each sub-network is well connected and a traffic network model that can reflect multi-mode traffic links is constructed. In addition, a brief study on the generalized cost function and path search algorithm is carried out, thus enriching the model.

Finally, based on the actual road network form of Nanjing, this paper presents an example of Nanjing urban road network, bus network, rail transit network and Nanjing urban multi-mode public transport network, and uses ECharts to visualize the display, reaching a more realistic and intuitive presentation. Meanwhile, the effectiveness of the model is proved by the example display of the shortest travel path.

KEY WORDS: Multi-mode traffic, hyper-network, data structure, transfer arc, traffic network

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 多模式交通的发展与现状 1

1.2.1 城市多模式交通体系的发展 1

1.2.2 城市多模式交通体系的现状 2

1.3 国内外研究现状 3

1.3.1 超网络理论 3

1.3.2 城市多模式交通网络模型 4

1.3.3 路径搜索算法及广义费用研究 5

1.3.4 研究现状总结 5

1.4 论文内容及结构 6

第二章 基础理论 7

2.1 超网络理论 7

2.1.1 超网络定义 7

2.1.2 超网络特征 7

2.2 最短路搜索算法 8

2.2.1 Dijkstra算法 8

2.2.2 Floyd算法 9

2.2.3 算法小结 9

2.3 本章小结 10

第三章 城市多模式交通网络构成元素拓扑描述 11

3.1 城市多模式交通特征分析 11

3.1.1 不同交通方式的出行特征 11

3.1.2 多模式交通组合出行特征 12

3.2 城市多模式交通网络构成元素 14

3.3 城市多模式交通网络构成元素拓扑描述 16

3.4 本章小结 21

第四章 基于超网络的城市多模式公共交通网络构建 22

4.1 构建思路与方法 22

4.2 构建过程 23

4.2.1 道路子网络构建 23

4.2.2 公交线路子网络构建 23

4.2.3 轨道交通线路子网络构建 24

4.2.4 多模式交通超网络构建 24

4.3 城市多模式交通网络拓扑描述 26

4.4 广义费用研究 27

4.5 最短路径搜索算法实现 29

4.6 本章小结 29

第五章 案例分析 30

5.1 概述 30

5.2 南京城区道路网络构建 30

5.3 南京城区公交线路网络可视化构建 31

5.4 南京城区轨道交通线路网络构建 32

5.5 南京城区多模式公共交通网络构建 33

5.6 路径实例展示 34

5.7 本章小结 37

第六章 总结与展望 38

6.1 研究成果 38

6.2 研究展望 38

参考文献 40

附录一 百度地图API公交站点爬取代码 42

附录二 南京城区公共交通网络可视化代码 43

致 谢 69

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：85589字