易彩君++张明权++刘娟++熊梅毎

摘 要：雅安市是旅游之城，旅游业是雅安市一大经济支柱，但其交通情况不容乐观：公交车上太挤、停车时间不合理、司机服务态度差、车内卫生条件极差、有些站点距离太短。出租车与公交车出现恶性竞争。而最近雅安政府正推行文明雅安的政策。因此文章以雅安市的公交网线为研究对象、此研究基于雅安市的公交线分布的实际情况，以及地理特点，运用李炜提出的“逐条布设，优化成网”法，并通过对雅安市公交线的设计方案、运营方案调查、相关地面公交线路、站点现状分布调查。地面公交现状与出租车的协调程度，以及存在的问题分析。对公交线建立优化目标，提出优化的约束条件、优化模型、分析雅安市居民出行方式分析，最后运用蚁群算法优化雅安市公交网线，运用MATLAB软件求解，此模型优化4条公交线。并对公交服务提出建议，解决雅安市存在的公交诟病，让雅安市居民的出行更加舒心，出租车和公交理性合作，提高雅安市公交的运载能力。

关键词：蚁群算法；MATLAB；公交服务；文明雅安

符号说明

⑴转移概率 的计算公式：

⑵启发式因子计算公式：

⑶信息素计算公式

当蚂蚁完成1次周游后，各路程上的信息素为：

1 引言

1.1 研究背景

随着中国社会的快速发展，许多大中小城市出现了交通拥堵，公交服务态度下降，公交供不应求的现象，这就是所谓的“交通病”。从20世纪90年代以来，四川旅游业进入了高速发展的阶段，旅游业对整个四川省GDP的贡献也在不断提高[1]。旅游的六大要素是“吃、住、行、游、购、娱”，不管是在到达旅游目的地之前，还是在到达之后，交通都是极其重要的。但由于四川复杂的地形造成了四川省与国内其他地区，四川省内不同地区之间交通发展的困难。而一个地区如果没有相应的交通运输网的支撑，即使有丰富的旅游资源，也无法充分发挥其旅游经济价值，其旅游业的发展必然会受到严重的制约。因此，通过对四川省交通网与旅游业发展的相关性及应用进行研究，对于缓解交通运输网的瓶颈制约，促进旅游业的发展有一定的理论意义和实践价值。

雅安市是旅游之城，旅游业是雅安市一大经济支柱，但其交通情况不容乐观：公交车上太挤、停车时间不合理、司机服务态度差、车内卫生条件极差、有些站点距离太短。出租车与公交车出现恶性竞争。而最近雅安政府正推行文明雅安的政策。

1.2 研究意义

因此以雅安市的公交网线为研究对象、设计一条优化的雅安市公交路线。本研究基于雅安市的实际情况，以及地理特点，运用蚁群算法优化公交网线，并提出建议，解决雅安市存在的公交诟病，让雅安市居民的出行更加舒心，出租车和公交理性合作，提高雅安市公交的运载能力。

2 蚁群算法原理[2]

2.1 蚁群算法流程图

⑴蚁群算法流程，如图1所示：

该算法建立数学模型的基本思路是：把数量为m的蚂奴随机放置在n个节点上，由算法的各项参数确定蚂奴的转移概率P，其中P值越大，蚂蚁选择该节点的可能性就越大。每只蚂奴有一个自己的转移禁忌表（Tabu list），每路过一个节点，就要把该节点列入禁忌中并在该节点于上一个节点间留下一定浓度的信息素，后来的蚂奴根据转移概率和节点间信息素的浓度选择下一节点，经过一定时间的搜索，较优路径上的信息素浓度会越来越高，选择该路径的蚂蚁会越来越多，从而形成正反馈，最终找到最优路径。

2.2 蚁群算法相关参数的确定

蚁群算法相关参数的确定，影响着算法的准确性，和可行性，如果参数取得不当，有可能使得搜索的蚂蚁进入滞后，所以确定蚁群算法的相关参数是非常重要的。在阅读了大量文献和分析雅安交通网线的实际分布得出蚁群参数如下：

3 雅安市公交线路规划

3.1 雅安市公交网线分布现状分析

由各路公交的地图我们可以看出线路大概都是以直线为主，都集中在人群比较密集的地方，在二路公交路线分布中我们可以看到，有些站点过于密集，有些过于稀疏，4路、5路所覆盖的地方不大。我们把个路公交的站点转化为序号，即从一路的起点按顺序遍即1、2、3、....n

运用网路图显示各个站点位置分布情况，如图2所示。

据了解，此前，雅安市市区内已经开通了6条公交车线路，共有78辆公交车，加之目前即将开通的两路公交线路，雅安市的公交线路将基本覆盖市区的主要干道，以及名山县和雨城区草坝镇。9路公交车往返市区旅游车站至对岩镇，经北二路、南二路、大北街、大南街、住院部、木城街口、西门南路、龙岗山公墓、龙岗村、火夹湾大桥、坎坡村、对岩中心校、对岩13个站点，全长8公里，单边用时半小时，资费1元。9路公交车的开通，为雅安市市民出行提供了新的路线选择，充实了公交线路，对提升城市形象，延伸城市触角起到了积极的作用。9路城市公交即将上线服务市民。我们以1路到五路为例规划雅安市的公交网络，再推广到新增线路的规划方法。

3.2 公交规划的方法[3]

⑴公交线路确定并已知

⑵公交线路直接吸引客流量和路线客流限制条件已知

⑶常规公交客运需求OD量已知

接运公交线网规划通常采用两种方法。

1）逐条选法

每次在备选接运站点集{N}中选出一个接运站点，在该站点上搜索出一条最优（接运效率最大）的接运公交路线，然后调整轨道交路线上的客流量，进行下一条接运路线的选取直至没有可行的接运站点或没有可行的接运公交路线，每次所选中的路线构成接运公交线网。

2）路线推荐法

在各个可行接运站点上分别搜索一条或几条最优接运路线作为推荐接运路线，由决策者根据实际情况酌情进行选取，组成接运公交线网。

3.3 雅安市公交线路规划过程[4]

⑴确定雅安市待调整线路的走向和各线路服务范围内的站点。

⑵根据待调整公交路线的调整方法，确定待规划的站点。

⑶通过调查和分析，确定公交盲区的新增站点。

⑷通过调查发现，雅安市部分站点过于密集，于是实行站点合并。

⑸对客流吸引或发生量过大的站点实行分流政策。（假如A站的客流量是其平均流量的4倍，则把该站点分为 即蚂蚁在搜索中搜索4次。

⑹建立居民出行方式目标函数，作为公交线路的筛选条件。

3.3.1部分站点距离矩阵

3.3.2 根据以上方法对雅安的公交进行规划如下

根据产生和吸引的客流量确定公交起点。对起点进行配对以构成公交线网。以两点间距离最短为目标确定线路走向，以起点间距离最短拟设备选线路。设置线路长度限制条件，运用蚁群算法筛选备选路线。计算备选线路的直达客流量，将客流量最大的线路选入公交线网。

修正矩阵[5]，对其余起点继续配对，将优化后的路线逐条添加到公交网线中。优化雅安市公交收集数据流程，如图3所示。

3.4 雅安市公交网线优化结果分析

对MATLAB得出的结果进行分析得出规划后的路线如表3所示。

4 对雅安市公交服务的建议

4.1 雅安市公交存在的问题

⑴公交车上太挤。

⑵停车时间不合理。

⑶司机服务态度差。

⑷车内卫生条件极差。

⑸雨城区没有公交站牌，外省的根本不知道该怎么搭公车。

⑹车内没有站点提示。

4.2 对雅安市公交服务提出合理建议

⑴改良公交网线让公车的行驶更加畅通，对于人流多的站点应该实行分流政策。

⑵根据优化的公交网线合理调配停车时间，较少交通拥挤。

⑷改良公交司机的服务态度以及卫生条件，贴相应的标语提醒乘客注意车内卫生，让乘客乘车更加舒心，提高公交的载客竞争力。

⑷车内设提示语音，防止乘客走错站点，并在各个站点设计公交站牌。

⑸对于站点密集的地方实行站点合并，让站点的分布更加合理。