基于蚁群算法的城市公交线网优化方法研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1、课题的意义

近年来，随着我国城市化进程的进一步加快，城市人口数量逐年增加，与此同时，经济的增长和人们对于出行需求的要求，使得越来越多的居民选择购买小汽车，汽车保有量以肉眼可见地速度快速增加。城市人口数量和私人载客汽车拥有量的急剧增加给当前的道路交通基础设施带来了压力，这使得大量的城市面临着巨大的交通压力，尤其是城市中心区交通拥堵问题进一步凸显^[1]。作为一项基础设施建设，公交系统的发展与城市功能发挥及改善人民生活水平关系密切，因此要做好城市交通线路的设计规划工作。科学、合理的规划设计城市交通路线布局有利于节约土地资源的节约和能源消耗的降低，进而推动城市持续发展。在规划设计大城市公交线路时，需要考虑的因素较多，再加上城市公交线路网整体构成复杂，因此要保证线路规划设计达到最优效果具有一定难度^[2]。城市公交路线构成公交线网，目前对城市公交线网的规划主要采用逐条布线和全网最优两种方法，这两种规划方法其目的都在于保证公交客流量最大，缩短乘客出行时间，主要体现在直达乘客量最多^[3]。其中，逐条布线法是根据一些指标在多个可供选择的规划线路中逐条选择出最适合的线路的一种方法，采用这种方法进行线路设计并在此基础之上将多条路线进行叠加，最终构成公交线网是一种简单、可行的线路规划方式。公交网络的杂乱及线路编码的低利用率使得缺乏整体性规划的公交系统，非但不能提高人们的出行效率，某种程度上反而对城市的交通运输和居民出行造成一定的不利的影响^[4]。

2、国内外研究进展

2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标

设计一个合理的公交线网优化算法，在己有公交线网的基础上，对现有的公交线网进行科学合理的优化和调整，以达到改善公交线网的目的。

2、研究内容

3. 研究的方法与方案

1、研究方法

查阅公交线网优化问题的相关资料，充分研究国内外现有的关于公交线网优化的研究，了解公交线网优化的常用方法。使用java语言利用蚁群算法，通过信息素的标记，来寻找每条线路的最优方案，通过对所有路线进行优化，从而达到对公交线网的优化。

2、技术路线

4. 研究创新点

（1）使用了蚁群，通过此算法来实现最优路径的寻找，并对蚁群算法进行了改进，比较算法优越性；

（2）不会弃置公交站点，而是以原有基础优化，在优化中会考虑，直达，换乘，时间，距离等因素；

5. 研究计划与进展

研究计划大致包含五个任务，安排如下：

任务一：2019.12-2020.01 了解并学习相关术语，了解流程，制作系统大致框架，数据结构并在网上寻找资源。

任务二：2020.1-2020.3 开始设计各个算法，函数，完成每个模块的要求，尽量进行单独测试，并在过程中对系统框架进行优化。