城市公交网络

城市公交网络（精选12篇）

城市公交网络 篇1

抚顺是雷锋精神的发祥地, 半个多世纪以来, 抚顺市委、市政府始终高举雷锋精神的旗帜建城育人, 雷锋精神业已成为抚顺的城市灵魂和精神坐标, 2011年年底, 市委、市政府更是明确提出建设雷锋城的目标和任务。全方位、多角度地打造抚顺雷锋城的崭新形象, 是抚顺人民在实现城市转型、加快城市发展中的重要历史任务。

城市公交网络是维持一座城市正常运转的基础性设施, 其所具有的完备性、公共性、覆盖性、流动性、规模性等特点, 决定了它在打造抚顺雷锋城崭新形象方面, 具有不可忽视、无以替代的作用。本研究建议, 应迅速采取有效措施, 充分调动城市公交网络中的有效因素, 为打造抚顺雷锋城的崭新形象发挥积极作用。

1 运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象的可行性分析

城市公交网络一般主要包括公共汽车、无轨电车、有轨电车、快速有轨电车、地下铁道和出租汽车等客运营业系统。在抚顺城市公交网络中, 公共汽车是最主要的公交营运工具。据抚顺市公汽总公司统计, 在多种公共交通方式中, 市民以公交出行为主, 公交车承运每天约达60-65万人次, 接近市区总人口数量的1/2, 每年合计约达2.4亿人次。公交车面对的是这座城市中最真实意义上的大众, 因此, 本文所谈运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象, 根据抚顺的现实情况, 主要载体对象就定位于公交车。

运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象的可行性, 可从以下三个方面进行分析。

1.1 运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象, 具有可操作性和重要意义。

城市公交网络是方便公众出行、保障城市正常运转的整体的、动态的系统, 具有完备性、公共性、覆盖性、流动性、规模性等特点。完备性, 是指城市公交网络是依据科学规划设计建立起来的完整体系, 具有较为完备的架构和设施。公共性, 是指城市公交网络作为城市公共基础服务设施, 面向广大市民服务, 其主要服务目标是实现公众出行的安全、舒适、轻松、便捷, 使用对象不设限。覆盖性, 是指城市公交网络在城市内部四通八达, 线路和站点几乎延展到城市的每一个角落, 覆盖非常广泛。流动性, 是指城市公交网络要靠动态运转实现其功能, 构成公交网络的主体和客体都处于一种流动变化的状态。规模性, 是指城市公交网络中的元素以一定规模并相对统一的形态存在。上述这几方面特点, 使城市公交网络在传播精神文明方面具备了得天独厚的优势, 以城市公交网络传播精神文明, 相对于其他公共服务设施来说, 能够以更低的投入成本, 影响到更多的、更广泛的受众, 从而获得更大的社会效益。在抚顺建设雷锋城的常态化项目中, “丰富和扩大雷锋元素”是一项重点内容, 由于城市公交网络具备以上所述的诸多特点, 它非常适合作为雷锋元素的载体, 来扩大雷锋元素的覆盖面和影响力。

1.2 抚顺大规模更换新能源公交车, 使运用城市公交网络打造雷锋城崭新形象具备了优越的现实性。

2013年, 抚顺市购入800台新能源公交车, 于2013年12月至2014年6月陆续上线运营, 为我们运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象创造了优越条件。首先, 新公交车刚刚完成投入运营, 车体外观喷涂、车厢装饰布置、车载文化设计等都处于起步阶段, 尚在讨论和试行之中, 还没有形成完整的理念和方案, 最便于开展统一的规划设计, 并在形成方案后付诸实施。其次, 一次性更换800台新能源公交车所创造的“抚顺现象”或“抚顺模式”, 已经成为全国关注的新闻热点, 公交行业的楷模, 如果借此机会充分运用公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象, 一定会引发持续的关注, 能够降低宣传成本, 提高宣传效益, 取得显著成效。再次, 公交车更换是物质层面的形象提升, 如果再充分运用好公交车打造抚顺雷锋城形象, 就是实现了物质层面和精神层面的双跃升, 进一步深化了更换新公交车的意义。最后, 更换新公交车是市委、市政府重点开展的一项民心工程, 受到了广大市民的热烈拥护和欢迎, 以新公交车为载体打造抚顺雷锋城形象, 容易起到深入人心、易于接受的效果, 对于凝聚群众力量、共促城市发展有重要作用。

1.3 抚顺提出建设雷锋城和城市转型, 为运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象提供了良好契机。

2011年, 市委、市政府明确提出建设雷锋城的目标和任务;2011年12月5日, 市委、市政府下发《抚顺市关于进一步建设雷锋城的实施方案》;2012年3月31日, 市委、市政府决定, 在全市范围内深入开展“人人学雷锋, 建设雷锋城”活动, 采取切实可行的措施推动学雷锋活动常态化。2013年7月, 抚顺提出由生产型城市向消费主导型城市转型的发展战略, 并于2013年12月27日市委十一届十九次全会进一步阐释了城市转型的深刻内涵, 明确作出了推进抚顺向消费主导型城市转型的重大决策。建设雷锋城, 实现城市转型, 是硬性的要求, 也是难得的契机。应该牢牢把握住这样的契机, 以城市公交网络助推转型中的抚顺打造好雷锋城的崭新形象, 使抚顺的城市定位更加明晰, 城市形象更加光鲜, 城市精神更加突出, 城市品位更加升华。

2 运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象相关实践剖析

雷锋精神是中华民族精神的重要内容之一, 是全国人民的宝贵精神财富, 全国许多地区都十分重视雷锋精神在塑造城市形象方面的作用。在运用城市公交网络宣传雷锋精神方面, 一些地方进行过比较吸引公众关注的尝试。比如, 2012年3月5日前夕, 昆明100辆公交车涂刷巨幅雷锋画像和宣传标语, 成为了城市的一道风景, 引发了媒体和民众的极大关注。

抚顺作为雷锋精神的发祥地, 在运用城市公交网络宣传雷锋精神方面, 进行过为数不少的实践。其中, 尤以沈抚城际客车“雷锋号”的运营较为突出。沈抚城际客车“雷锋号”运营多年, 以雷锋精神打造品牌线路, 为传播雷锋精神、宣传抚顺雷锋城形象作出了贡献, 为以公交车为载体传播雷锋精神积累了宝贵的经验, 这些经验为抚顺城市内部用公交车相关设施传播雷锋精神奠定了深厚的基础。此外, 抚顺公交行业一直在开展争创雷锋式示范车队、争当雷锋式驾驶员等弘扬雷锋精神的活动, 标示着抚顺公交行业对于雷锋精神的重视。

在坚持宣传雷锋精神的基础上, 市公汽总公司在新更换800台新能源公交车之后, 在宣传精神文明方面进行了一些新的尝试。2014年七一党的生日前夕, 市公汽总公司将800台车厢内LED广告位全部换成“中国梦”、“纪念中国共产党93华诞”、“深入实践科学发展观实现抚顺城市转型较快发展”等弘扬社会主旋律的公益展板, 吸引了媒体和公众的目光, 得到了广泛的关注和赞誉, 成为抚顺市新能源公交车的一道亮丽的风景线。

通过对一些既有的实践进行分析, 可以看出, 这些实践积累了很多成功的经验, 当然, 也存在一些值得注意的问题, 试剖析如下。

2.1 实践模式比较单薄, 没有形成整个城市系统化、常态化的操作模式。

目前, 各地对雷锋精神的宣传多局限于零散实践, 阶段性、局域化操作比较多, 系统研究、通盘考虑比较少, 导致实践效果不明显, 影响力度有限, 有些一阵风式的实践甚至引发过被公众指责“作秀”的质疑。

2.2 有时服务与宣传还存在距离。

实践中出现的问题是, 虽然通过公交网络搭载了雷锋元素, 但是部分公交司乘服务人员在思想意识上还没有达到所需要的高度, 没有以身作则地起到示范作用, 并在服务中出现了一些不文明行为, 这样就难以做到形神一致, 影响了实践的说服力和有效性。

2.3 最重要的一点是, 所有实践均没有持之以恒的、一以贯之的理念文化、企业文化作为支撑。

雷锋精神是一种理念, 打造以公交网络为依托的、流动的雷锋城又是一种理念, 没有理论支撑的行为难以持久, 没有理念支撑的举措必然枯萎, 只有用打造以公交网络为依托的雷锋城这种理念, 来塑造行为的实施者, 让他们从引导走向自觉, 才能让雷锋精神之花在公交网络常开不败。

3 运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象的具体对策

本课题组经过调研, 现针对运用城市公交网络打造抚顺雷锋城崭新形象问题提出以下对策。

3.1 为公交网络设计统一的雷锋文化标识, 给人以鲜明、醒目、富有冲击力的第一印象。

雷锋文化标识可主要体现在车体外观喷涂、车厢吊棚宣传牌、司机座位后宣传牌、座椅、车厢内电子屏、公交车站牌、公交车站宣传板等处, 目的是纳入乘客视线范围, 起到耳濡目染的作用。雷锋文化标识应设计得精美、醒目、色泽亮丽、大小适中, 可选用经典雷锋头像配以抽象设计, 色调以红色为主, 体现主旋律, 传递正能量。雷锋文化标识应主题鲜明, 具有代表性和说服力, 既展示雷锋形象, 也要展现雷锋与抚顺水乳交融的特点。

3.2 搭载城市公交网络进行宣传的雷锋文化内容必须真实、准确、通俗, 具有深刻的文化内涵。

抚顺市雷锋文化资源丰厚, 资料储备充足, 应组织相关部门的专家仔细甄选宣传内容, 按照简明扼要、生动鲜活、意义深刻、市民具有一定的熟悉度等标准, 设计出最为有效的雷锋元素, 确保通过公交网络搭载的雷锋元素既能入眼, 更能入心。待选雷锋文化内容可具体包括党和国家领导人给雷锋的题词、雷锋日记、雷锋事迹、雷锋照片、雷锋视频资料、雷锋音频资料、学雷锋先进典型等。

3.3 充分利用公交网络设施作为载体, 展现城市精神和城市文化, 将城市公交网络建成展示雷锋城形象的第一窗口。

公交网络内部空间分布较为零散, 但是实际上延展性很大, 可以挖掘出很多设施作为宣传雷锋文化的载体, 如公交车内部的装饰布置、宣传版、报站器、车载音响、电子屏幕、便民设施等, 以及公交车站台的宣传板、报站牌等。应该针对这些设施的不同大小、不同特点, 发挥其各自的作用。比如, 可借由公交车内部车载音响, 整点播放雷锋经典歌曲, 推广新创作的雷锋主旋律歌曲, 寓教于乐。

3.4 充分调动公交网络中各种要素的功能, 不仅要强调宣传和展示, 更要形成互动交流。

设计出一个互动交流的体系, 激发出广大群众的参与热情, 以交流促发展, 进而实现动态提升。比如, 通过公交车、公交站点、公交网站、公交政务微博等渠道设置征求意见信箱, 征求关于雷锋文化的宣传创意、新资料、新歌曲、新影像等意见和建议, 对于意见被采纳的热心市民予以奖励, 形成良性互动, 调动起全民共建雷锋城的饱满激情。

3.5 注重内容的周期性更新, 结合重大节庆日、纪念日更新宣传内容。

应适时调整宣传内容, 注重周期性更新, 实现宣传形式、宣传内容的多样化, 特别是注意把握好重大节庆日、纪念日的契机, 加大宣传力度, 让常态化宣传既要特点常在, 又要亮点频出。

3.6 可调动企业积极性, 参与到运用城市公交网络打造城市形象的工程中来, 实现经济效益和社会效益相统一。

可面向广大企业, 组织对公交车设置雷锋标识宣传版面进行竞标, 出资单位可在展示雷锋标识的宣传版面上巧妙地植入企业名头, 在宣传雷锋精神的同时, 也展示了企业形象, 调动企业在创建雷锋城中发挥积极性和主动性。

3.7 注重持续性的维护, 避免出现虎头蛇尾的现象, 将其真正打造成一项常态化的项目。

在实施过程中, 公交部门、文化部门、相关企业应加强联系, 密切配合, 确保宣传版面设置质量, 确保宣传效果达到预期设想。在设立宣传板后, 政府应责成有关部门加强监管, 定期维护, 适时更换, 保持整洁和美观, 使其成为城市的优美名片。

3.8 鼓励和引导企业、群众以公交网络为载体开展学雷锋活动。

以公交网络为载体, 开展多种形式的学雷锋活动, 将公交网络建设成为充满爱心的流动网络, 成为学雷锋示范基地, 比如设立爱心候车室, 发动市民、企业献爱心捐助公交车上用品, 发动热心市民义务监督公交车运行情况等。

城市公交网络 篇2

4、公共交通融入既有城市形态：苏黎世尽管全世界范围内有很多城市因为大规模建设大容量公交系统和公交引导城市发展（TOD）模式而受益，但这并不是构建公交都市的唯一途径，公共交通系统同样可以融入并维持城市既有的形态和肌理中，提供高品质的服务。瑞士苏黎世为在既有城市形态上构建公交都市提供了可供借鉴的案例。由于没有受到历史战乱的影响，苏黎世保持了典型的中世纪城市风格，城市保持着适宜步行的空间尺度，城区总体规模较小、用地紧凑、街道密集狭窄。随着二战以后小汽车的迅猛增长，私人小汽车交通和路边停车大量挤占公共交通路权，苏黎世的公共交通服务水平不断恶化。为应对这一趋势，在20世纪60和70年代，苏黎世两次发起全体市民投票，计划建设地铁系统来解决交通问题。但广大市民认为发展地铁会拉大城市架构，同时地面公共交通移至地下，将道路空间让给小汽车交通，会破坏既有的城市形态和公共空间环境，这两次关于建设地铁的提案均被否决。取而代之的是在1973年通过了一项长期促进城市公共交通发展的方案，要求城市公共投资基金划拨2亿瑞士法郎，在今后10年中，每年投入1500至2500万瑞士法郎，通过工程和管理措施，全面保障有轨电车和公共汽车的优先路权，尽可能消除社会车辆通行对公共交通运营的干扰，强化现有公共交通和步行交通主导的城市形态。此后几年，苏黎世议会出台并实施具体措施，通过建设封闭式公共汽车和有轨电车专用道、升级有轨电车、交叉口公交优先信号控制及公交智能调度管理等手段，全面提升公交服务水平（图5）。在苏黎世城区，开辟了大量的公交专用道、自行车专用车道和更多的人行横道，部分区域禁止小汽车通行，更多的道路则禁止路边停车并实施禁左等交通管制。在中心城区，主要交叉口均设置有轨电车和公共汽车的优先通行信号灯，路边停靠站采用特殊标识，要求小汽车不得干扰公交车停靠。以火车站大街（Bahnhofstrasse）为例（图6），这条街道从市中心火车站延伸至苏黎世湖，汇集了全球最顶级的商业零售店，也是全球地产价值最高的街道之一，地面公交枢纽站就设置在火车站前广场上，公共交通是乘坐火车最方便的换乘模式，这条街道不到30m宽，中央设置了两条有轨电车专用道，两侧分别是近10m的人行道及一列行道树，街道沿线几处广场既是重要的公共聚会空间，也是地面公交枢纽站。图5苏黎世对小汽车通行的限制：三车道的道路仅留有一条车道供小汽车通行，当有轨电车通行时，小汽车必须停车等待后才能变换车道图6苏黎世火车站大街（Bahnhofstrasse）对于私人社会交通，除了在通行和停车方面的限制外，苏黎世城区的路网容量一直维持在固定水平，没有通过新建和改建道路予以扩容，20世纪80年代，市民还通过投票否决了一项下穿城区的快速路建设方案，道路改造主要是对既有路权进行优化重分配。苏黎世对路权的分配原则是根据公共交通与机动车出行比例来分配，目前苏黎世公共交通与机动车出行分别为50%，因此路权分配也是公共交通有轨电车专用道和公交专用道占路权的50%。苏黎世作为世界上最富有和最宜居的城市之一，公共交通服务密度高于大多数欧洲城市，全市近50％的通勤出行依靠公共交通，在苏黎世中心市区，有76％的通勤出行依靠公共交通完成。此外，苏黎世还享有完善、舒适、安全的自行车及步行网络，以及相对较低的小汽车保有水平。苏黎世的经验对发展公交都市的启迪在于：（1）在不依靠“大拆大建”的前提下同样能够打造一座世界级的公交都市，其核心在于政府对发展公共交通的承诺力度，公共交通分配到城区一半以上的机动车路权资源，并在交叉口享有优先通行权，这与公共交通为主的出行结构相匹配；（2）苏黎世作为世界上人均收入最高的城市之一，同时也是公共交通出行比例最高的城市之一，苏黎世发展公共交通的经验展示了如何仅仅利用地面公共交通系统打造功能齐备、覆盖面广、投资省、运营成本低、环保和高品质的公共交通体系；（3）苏黎世的公共交通体系的人性化也是有目共睹，欧洲乃至世界上最豪华的商业街是公交步行街，从住宅地或是办公场所往往仅跨越一条机动车车道就能够便捷地到达公共交通的车站，公共优先措施在城市分布面之广是举世无双的。

5、两年半时间建成的公交都市：常州发展公共交通是一项长期的事业，只有长期坚持将公共交通发展置于城市交通体系建设的优先地位，采取切实、有效的措施支持公交事业发展，才可能构建世界一流的公交都市。但建立公交都市并不一定会耗费数十年的时间和城市财力。常州市的发展经验证明，将政策、资金、路权等公交优先落到实处，根据城市发展特点制定针对性的公交发展战略和措施，就可以在几年间打造出高品质的公共交通体系。2005年前后，随着小汽车的快速增长，和国内其它大城市一样，常州也进入了交通拥堵时期，通过密集的调研，常州市决策部门认为，依靠建设道路只能加剧交通拥堵，而轨道交通投资大、实施周期长，一味追求轨道交通会错失改善交通环境的时机，让城市陷入无法挽回的全面拥堵，因此决定通过全面的“公交革命”来解决城市交通拥堵问题。2007年初，常州市围绕“惠民、便捷、舒适、准点”的公交优先发展总目标，提出“降低票价，优惠市民；增加车辆，提高档次；科学规划，优化线网；专道提速，确保准点；市区城乡，公交一体；创新管理，优化服务”的六项“公交革命”实施方案，市财政对于公共交通的投入资金从每年1亿元增至7.5亿元，各部门紧密联动，全力推进公交都市建设。时任常州市长王伟成谈到：“改革开放以来，常州发生了翻天覆地的变化，常州市民也步入了小康生活，有部分市民已经购买了小轿车。但大多数人的出行方式还是要靠公共交通。优先发展公交、建设快速公交是造福广大常州市民的有效举措，常州要坚定不移地走公交优先的道路。”“公交革命”最为有力的举措是实施快速公交，其意义不仅在于提升快速公交专用道走廊的公交服务水平，更重要的是以快速公交专用道走廊为轴线，整合地面公交线路资源，建立起快速公交主线-快速公交支线-常规公交线路的三级公交线网结构，线网架构清晰，公交运营速度、准点率、通行能力和舒适性明显提升，拉动全市公交服务水平显著提升。从2007年至2009年，常州市建成“十”字形的快速公交线网，承担全市公交客流量的30%。“公交革命”和快速公交的实施拉动全市公交客流井喷增长，全市公交日客流量从2005年底的30万人次，增长到目前的120万人次，市民对政府实施快速公交的满意率超过95%。在“公交革命”的同时，常州市抛弃纯粹建路缓堵的老思路，在交通综合治理上做文章，以公共交通为核心，完善交叉口等重点节点的交通组织，优化区域交通管理。从2007年到2011年，城区机动车平均车速从最低10km/h左右，增加到29km/h，市区主干道周期性严重阻塞率仅为0.3%，交通出行环境明显改善，中心城区主干道机动车、非机动车、行人遵章率分别达95%、90%和85%以上。在用地规划上，常州市并没有刻意按照公交引导城市发展的模式，调高快速公交走廊沿线的用地容积率，但随着“公交革命”的推进和快速公交系统的完善，快速公交走廊的出行通达性优势逐渐体现，市场机制已开始悄然推动土地利用格局的优化整合。快速公交走廊沿线500m范围内的人口与就业岗位密度数是全市平均值的2至3倍，新建住宅项目占全市新建项目的30%左右，超过80%的市民表示将是否有快速公交线路作为购房选择的重要指标，快速公交引导的十字形城市发展格局初步形成。常州快速公交和整治交通拥堵的成功实践，为在治堵困境中的中国城市提供了可借鉴的解决方案（图

7、图8）。图7常州快速公交2号线图8常州快速公交车站周边TOD开发模式建设部、公安部、江苏省、中央媒体及一些国际组织均对常州公交优先发展和治理拥堵的经验给予高度评价，快速公交系统荣获2010年土木工程詹天佑大奖、国际公交联盟2011年度杰出贡献奖，并作为唯一的地面公共交通项目，与京张铁路、人民大会堂、武汉长江大桥、国家体育场（鸟巢）、长江三峡水利枢纽等工程共同入选中国“百年百项杰出土木工程”。常州公交革命的经验提供了适合国情的发展公交都市的政策与实践，其典范作用在于：（1）采用了投资少、见效快的战略举措。用二年半的时间打造了以快速公交为主体的城市公共交通骨干网络，骨干网络覆盖了全市所有的市区级行政办公中心、商业中心及大型购物中心、医院、大学城及市和区重点学校、休闲旅游场所、对外交通枢纽以及大型社区；（2）在打造公共交通骨干网络的同时全面提升公共交通的总体服务水平，常规公交车的服务档次和水平同样得到了有效的提升，常州是国内为数不多的常规公交车辆实现100%空调的城市；（3）由于常州“公交革命”的成功，常州是国内大中城市中为数不多的没有饱受机动车拥堵顽疾的城市；（4）常州公交的成功再一次印证打造一座城市公共交通体系不必消耗一代人的财富积累和时间，利用投资少见效快的地面公共交通体系能够打造适合国情的公交都市。

浅析“网络城市”的规划策略 篇3

【关键词】网络特征；网络城市；规划策略

1 网络城市概念阐述

人类历史上，城市的建设史由来已久，然而由于不同的时代、不同的目的、不同的发展脉络与路径、不同的区域与文化等等因素的羁绊与影响，城市自然具备不同的特征而呈现出不同的类别与属性。众所周知的城市类别有“花园城市”、“特大城市”、“中心城市”、“生态城市”、“带型城市”等等，这都是源于不同发展因素而有别，同时也因人们的研究目的，而把城市分门别类。可是这种区分是有效的，有利于人们寻找到更有效的城市发展模式与城市类型。然而本文所述的“网络城市”也有其深层的内涵，其具有复杂的空间组织结构，而这种复杂性呈现出有机的态势并具备可持续的成长性，其间不同的网络系统层次清晰而且具备稳定的连贯性。

2 网络城市的特征分析

各种事物都有其独有的类别属性，同样有其独特的发展演化轨迹与特定的基因，因此网络城市作为现在城市发展类别中的一种，也具有其自己的用于区别于其他类别城市的明显特征。为了更好的总结归纳规划这类的策略，有必要对其特征进行概要性的分析与总结。

2.1 有机的复杂性

网络城市的结构网络构建的过程可以认为是复杂的有机体系渐进成长的过程。城市中要素纷繁复杂，大小系统层叠，而且其演化过程存在多种可能，这一切的一切就造就了其复杂性的体系特征。但是真正意义上的网络城市不但具有复杂性，且序列井然，故不至于陷入混乱。这种城市中的网络和人类的思维很相似，二者都包含了不同层面上连接起来的网络体系。城市中的一条道路、人们思维的某个奇思妙想，大概都围绕着与网络相关的内容而呈现。

复杂系统的有机程度与连接数量、活动场所数量的多寡有关，似乎其间还存在一定的数量比例。人脑中，连接的数量大概比作为节点的神经细胞多一千倍。如果把城市中的网络与人类的思维作比，一个城市的网络结构必然存在高密度的复杂性。我们若期望实现城市的完整网络构建，使其成为高效运行的网络城市，必然要关注其与生俱来的复杂性，并且设定策略使其实现有机化。

2.2 丰富完整的关联性

城市空间中的诸多要素如人类活动场所、路径、引力中心等等都要建立其有机的网络关联，才能具有整体的意义。城市中的某个节点不单单指著名的或有纪念意义的建、构筑物，还包括流动性较强小区域（遮阳凳、小摊等）但这些区域要能吸引人群。具备明显的人类活动集中的地方就可以被认定为一个空间节点。优秀成功的城市网络规划设计，往往来自于这些要素之间丰富完整的关联性的建立。这些关联包括视觉关联以及连接市民出行活动的道路。其中视觉关联有助于空间要素的定位，而且能够创建城市视觉画面的连贯性。道路可以将网络中的要素实体连接起来，起到实体连接的作用，以方便人们从一点到另一点，并且有多种选择性。成功演變成网络城市的区域中各要素必然拥有紧密的关联，可以认为规划有序的区域从高空往下看往往呈现出不规则形。城市中空间活动节点是复杂多样的，这就必然引起其关联性的复杂而且注定这种复杂成增长态势。成功的网络城市就不止是拥有有机的形态，更重要的是要具备复杂多样的关联性，只有这样才能显现出网络城市的经济高效性、人文活力性、发展持续性、生态繁荣性。

2.3 覆盖完全的层次性

一个成功的网络城市的俯视图往往清晰的呈现出分形的特点，这不只是视觉上的巧合，同时也网络城市固有的特征。从若干网络城市的实例中可以清晰的总结归纳出这种网络城市中网络系统的层次性，而且所有层次都在不同尺度上息息相关，从各种功能和层次的道路系统上也有体现。最小尺度的结构往往能最终保证网络城市的生活适宜度，而相对大一些的尺度的网络则对更大一些的范围内要素流动和交往有利。

其实，城市空间结构是历史上小尺度的要素不断增加变化所形成的产物。通常这种变化是之前并无规划的情况下产生的。所以网络城市的图形是不符合几何规则的同时功能方面也不具备简约性。由于这种网络是从简单功能和较小尺度发展演化过来的，故网络城市具备一定的发展轨迹脉络同时也具有明显的层次性特征，这是不言而喻的。

3 其空间规划策略

基于以上关于“网络城市”的优势和特征分析，可以设想出选择符合创造这类城市的一些规划设计策略，分述如下：

3.1 生物进化策略

在进行城市规划设计时，相似方案的遴选需要一套完整的选择标准，这就是根据规划的目的和理念而设定的选择性框架和指标。这就如物种进化一样，选择的标准将会影响最终结果的风貌与特色，同时也将长期影响着城市运行的效率以及生活的状况。由于环境、社会因素、经济因素、政治状况、区位联系程度等等影响城市发展的诸多要素都处在变化当中，就迫切需要能适应特定时间特定区域的适应性设计，这种适应性设计的探索过程就是遵循了生物进化的城市进化设计策略。

基于适应性的一套选择标准将产生适应性设计，而基于某些原形相比较的一套标准将最终产生类似于参考原型。这就如生物对不同环境的适应性选择而产生的结果一样，城市也由于内外环境条件的变化而相应需要适应性的进化设计。

3.2 自组织设计策略

由于城市最初是有简单功能和较小尺度进化而来的，由此慢慢发展成具备有机复杂性和连贯性的网络城市，自然其间有自组织这种系统属性的作用支配。自组织是使用内部力量去影响其自身的结构和成长的，就是依靠它而发展内部连贯性而达到的。我们可能还不够理解这种自组织力的作用机理，但是可以从自然系统中感受到它的存在，诸如液体中的漩涡和环纹，以及雪花等等都带有这种特征。如果任何自然模式体现了在每一放大级别上的组织性，那么就可以认为这是自组织机制作用达到的结果。

城市进化的自组织规律还表现在受到系统外力的干扰后通过内部力量而表现出的“自愈”和“进化”功能。当受到的干扰较小时，系统通过自组织性调整的“自愈”功能，来达到新的有序。当城市空间系统受到的干扰超出这一级系统的“自愈”能力时，系统会崩溃，或转化为新的结构，这就是自组织的进化功能。因此规划过程中要给城市的进化留有自组织规律发挥的空间，从而使其通过自组织来达到稳定均衡的连贯。

3.3 集体智慧策略

城市常常以一些复杂的机制运行，而任何人都不可能完全理解这些机制。无论在城市空间上还是在演化轨迹上，现存的城市都是共同付出智慧的几代人的成果。集体智慧的扮演者能感知到尽可能多的影响因素，并作出回应，使其输入到设计城市的过程与策略中。这种集体智慧不仅有当代人创造，有些也编码储存在史前的器物和建成环境中，我们在设计城市时要加以利用，争取最大限度的放大集体智慧的作用，从而创造出真正成功的网络城市。当代的公众参与策略就是集体智慧的部分体现，在社会、技术、经济等等发展的同时，我们将有望看到更具效率与前途的集体智慧参与到这种网络城市的创建当中。

4 问题探讨与总结

一座城市系统既需要精心规划来把握城市发展框架与结构，同时也要有自组织以促进众多元素的多关联性的发生，以此稳定和完善城市网络结构来形成高效繁荣的和谐城市。城市网络中的每一节点并不是都应链接到对方，有时不同的节点会互相干扰彼此的功能，这时就要果断的使之分离，这就是城市规划网络中要有必要的分离，这样不至于破坏整个城市网络。明了网络城市的特征之后，就要针对这些特征集思广益的构造出相应的规划策略，设计出科学合理的实施管理体系及维护更新制度，使之成为城市整个生命进程中的监控器和调节站。实际上只有这些策略还是不够的，应该根据城市实际的发展进程以及生命周期，因时因地的调整策略和方法，使之达到恰当的耦合，使我们的城市始终围绕着健康的轨道发展。

参考文献

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[4]许继清.郑州城市空间结构的演变与特征[J].华中建筑,2007,25(9):131-133.

城市公交网络 篇4

1 城市公交乘客出行的心理期望

一般情况话,城市公交的换乘次数,出行的距离、费用以及耗时是乘客在出行的时候选择城市公交路线所受影响的几大因素。通过具体的调查研究表明,大部分的乘客在选择城市公交时,换乘的公交车的次数是其考虑的重要因素,再就是进行出行时间长短的考虑。综上所述,城市公交网络出行路线选择的计算机算法以换乘次数最少为其优化目标。

2 城市公交网络所具备的特点

城市中公共交通汽车时沿着道路进行的,这就使其具有自身的一些特点,并且因其区别于其他不同的道路交通网络。

2.1 连通性

就单向的城市公共交通来说它是不具备连通性的,只有经过换乘从而使弧度有效的连接起来,才能够构成较为完整并具连通性的公交网络。

2.1.1 有向线性

实际情况中,城市公交路线都是具有方向性的,不仅不同路线的公交具有不同的行驶方向及路线,即便是同路线的公交,上下行车的路线也不尽相同。城市公交网络中这些公交路线的方向性只有通过有向线性才能够进行表现,因此来说有向线路集应该被引入到城市公交网络中。

2.1.2 时间性

一般来说城市公共交通都是具有相应的运行时间表,但是在实际运行过程中也会受到交通状况等因素的影响。

2.1.3 换乘性

相同站点的换乘以及不同站点的换乘共同构成了公共交通的换乘。通常情况下,同站点的换乘,乘客只需要对站点的内部细节有较为熟悉的掌握便可,异站点的换乘则需要建立在各个站点能够相互连接的接触上,同时站点的换乘也是需要付出相应的成本的,比如说时间或者金钱等。

3 城市公交网络中路径选择的计算机方法研究

3.1 以时间链为基准的公交网络数据模型算法

现阶段人们的生活速度不断加快,此公交网络模型的算法便是将时间作为乘客出行的重要因素进行考虑计算。以时间链的角度来计算,就可以把行车中的不同类型的其他因素进行以时间的换算。

人们持续出行的时间被称为相对时间,相对时间是一个较为完整的时间链。相对时间的计算公式为 :相对时间 = 步行时间 + 等成时间 + 实际乘车时间 + 换乘所消耗的时间。因此来说可以通过控制四种不同因素的时间来选择路径最优的出行路线。通常情况下,乘客是不会轻易的选择换乘车次的,因为换乘车次需要具有较高的时间代价。乘客的步行时间主要是由出发点到达站牌的距离所决定的,因此距离成为影响步行时间的重要因素。乘客等车时间的影响因素则较为复杂,主要包括发车的频率、交通的顺畅以及停车的耗时。乘客的换乘时间则主要是受上下车时间、换乘距离以及换乘数所决定的。

以时间链为基准的公交网络数据算法是一种较为简洁的公交路线选择法,通常只适用于中小型城市的公交运行,而大城市的公交运行时间链较为复杂,此种方法便不适用。

3.2 传统意义上的 Dijkstra 最优化路径选择算法

稳定性以及能够适应网络拓扑的变化是Dijkstra最优化路 径算法的 特点,使得其在地理信息系统以及计算机网络拓扑路径选择中广泛应用,但是传统的Dijkstra并不适应公交路线的选择。公交线路网络具有非常复杂的数据结构,采用Dijkstra算法,不仅算法时间长且在碰到大计算量的问题时,系统的整体运算效率也会有较为明显的下降。除此之外,利用Dijkstra算法只能进行两个结点之间存在的计算,这也就导致所计算出的路线可能是最短的路线,但是却无法保证公交的换乘次数是最少的,也就无法得到换乘次数最优化的目的。而从之前的出行乘客心理期望的研究来看,换乘次数少才是乘客在公交出行时首先考虑的因素。

3.3改进后的Dijkstra最优化路径选择算法

改进之后的Dijkstra算法可以充分的利用最小换乘次数矩阵,来计算出换乘次数最少的最短路径。但是此种算法只能使用于一些较为简单的公交网络拓扑,而面对一些复杂的公交网络拓扑时还需要进行相应的简化,这无疑又提高了整个算法的复杂度。

3.4 广度优先搜素算法

广度优先搜索算法在进行方案选择时会搜索出大量的不合理的路径,这就容易造成维数爆炸,从而为整个算法增加不必要的麻烦,由此来说此种算法很难适用于大型的实际公交网。

3.5 蚂蚁算法

蚂蚁算法是一种仿生类算法,最早是由意大利学者提出的。此种算法具有较强的灵活性、组织性以及分散性,是一种将并行以及随机搜索的优化算法。蚂蚁算法的提出正是因为城市道路复杂,影响公交网络规划因素较多等因素与蚂蚁觅食的现象极为相似。在此算法中公共密集的场所被比喻为蚂蚁的巢穴,蚂蚁所向前行的每一步便作为对应公交网络中一个节点到另一个节点。路径上蚂蚁所留下的信息素,则在交通网络中被认为是一个状态到另一个状态的变化,也就是指路权值所发生的变化。

3.6 城市公交网络中的二分图法计算方法

二分图不仅在理论研究中具有丰富的意义,在实际应用中同样具有。在二分图的计算方法里,所有的公交结点都被分为M集合与N集合。并且两个集合中的点都是无法直接相连的。

城市公交网络中的二分图模型是包含线路及站点集合的网络。在二分图中线路与站点之间则用无向线段进行相连并用数字将站牌号表示出来,从而选择出两点之间最优路径的算法及路径选择。

4 结语

在实际的生活中,城市公交网络是异常复杂的,如果仅仅是局限在出行距离最短、换乘次数最少或者是出行时间最短等单一因素上是具有非常大的局限性的。地理信息系统对空间信息的管理以及图形的表现都具有很强的能力,充分的结合城市自身的特点以及长时间以来人们累积的实际路径寻求知识,进行具有现代交通发展需要的地理信息系统是有非常重要的实际意义的。

摘要：优秀的城市公交网络出行路线图的制定首先应该站在公交乘客的角度上进行研究,在对城市公交网络路线最短路径算法的基础上,同时充分的利用地理信息系统,对公共交通网络中进行两个结点间的最佳路线的选择,通过此路线能够达到最大程度的减少换车的次数。本文充分探讨了基于地理信息系统的城市公交网络出行路线的最佳选择。

对城市测量技术网络化的探讨 篇5

对城市测量技术网络化的探讨

当前,我国的数字化测绘技术取得了巨大成绩,但是在实际的测绘工作中还存在着很多问题,随着信息化时代的到来,计算机网络技术的`高速发展,城市测量技术为这些问题的解决,提供了基础.

作 者：杨永波 作者单位：重庆市勘测院,重庆,400020刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(26)分类号：P2关键词：城市测量 技术 网络化

城市公交网络 篇6

网络游戏大概是从2001年开始在国内盛行起来的，近一两年更是达到了一个非凡的高度。无论是在校的学生还是社会上的白领职员，似乎都有过网络游戏的经历，虽然有部分人沉迷其中无法自拔，但这毕竟是少数，网络游戏已经作为一种新的休闲娱乐方式而存在是毋庸置疑的。网游最吸引人的地方，在于虚拟世界中由真实玩家操控的角色之间的互动，从当年的《传奇》到今天的《魔兽世界》，人们已经接受了用鼠标和键盘来进行游戏和交流的生活方式。网络对面的人并不重要，重要的是虚拟角色的一言一行。这让人们的生活发生了一些错位，都市中的人越来越内敛，现实生活的圈子越来越狭窄。于是有人开始寻找一种新的，可以既不离开网络，又能拉近人与人之间距离的游戏方式。

这听起来似乎过于概念化，但由北京时代美兆数字科技有限公司开发的Majoy城市游戏正逐渐将其变为现实。Majoy城市游戏是基于在现实中的城市，通过各种可连接到网络的数字终端(电脑、笔记本、PDA和可上网手机等)通过Majoy官方网站接受任务并在城市中进行寻宝、破解密码、交易、监视、传递情报和公会竞速对抗等真实互动游戏，这可以看作是网络游戏任务的线下化，只不过完成者由虚拟角色变成了现实世界中的玩家本人。这个游戏并不难以参与，只要在www.majoycity.com网站上注册用户，就可以领取你感兴趣的任务，再按照任务的提示进行游戏。任务分免费和收费两种，其中免费任务只要是注册会员均可领取，但只能赢得积分和经验值，在积分累计到一定程度时方可兑换奖品：而收费任务则需要玩家支付相关费用后才能领取，任务完成后则会直接赢得奖金或奖品之类的物质奖励。

Majoy的城市游戏整合了包括咖啡厅、餐厅、KTV、特色门市商铺和数码音像店等日常娱乐消费场所，以及一些具有人文和历史特色的公共场所作为游戏节点，每个节点的任务各不相同且各具特色。玩家领取任务后将在这些节点中穿梭，与形形色色的其他玩家进行包括交易、监视、传递、破解密码在内的各种任务。虽然城市游戏在设计理念上与普通的网络游戏有诸多相似之处，实际上却是在真实世界中实现人与人互动的游戏。在游戏中电脑和网络成了工具，人才是游戏真正的主体。游戏的设计者们希望在虚拟与现实之间找到一个平衡点，让玩家既可以享受网络和电子化工具带来的便捷，又能不被这些工具所制约。玩家可以在这个点上找到多少的乐趣，取决于设计者提供的内容能否为大家所接受，但更取决于玩家彼此之间能否实现互动以及实现怎样的互动。

城市公交网络 篇7

伴随人们消费水平的迅猛增长出现的各能源价格飞速上涨以及城市的空气质量日趋下降的问题, 大力倡导节能、环保的理念已成为时代的主题, 以在各大城市中广大市民出行首选的公共交通工具为例, 公共交通不仅可以节省时间、减少开支, 还可以节约能源、缓解交通拥堵的难题。因此, 在一些大、中型城市中公共交通的覆盖范围和运行数量在不断的扩大, 交通工具也由相对比较单一的公共汽车发展到高速、节省空间的轻轨、地铁等多种出行选择。人们出行次数的增加以及出行理念的改善在给公共交通工具带来发展机遇的同时, 也对公共交通的正常、快捷、高效的运行带来巨大挑战, 这就要求公交网络的设计更人性、更合理、更完善。

建立最简便有效的最有公交路线的设计规划成了热点话题, 不同学者对于“最优”的理解含义不同, 可以从不同角度出发选择不同的最有公交网络出行路线的计算方法, 最优路线的理论研究主要包括公交网络的数学模型描述和设计最优路线的算法。在数学描述方面, Qiu-jin Wu等利用图论中的K最短路径算法求解出公交网络中多路径优化问题的答案;Choi等讨论了如何利用GIS技术, 从街道的地理位置设定公交线路和站点的问题;而Anez等对于用偶图描述公交路线的可能覆盖范围, 为人们找出更多的可能性。在设计最优路线方面, Konez等提出了以换乘次数少为主要目标, 以出行距离短为次要目标的一种公交网络路径选择算法;除此外还有Floyd算法、Dijkstra算法、Moore-pape算法、二分图发、BP模型法、蚂蚁计算法等。

本文首先对公交网络进行了系统描述, 继而分析了公交乘客出行时所面临的各种重要因素, 从换乘次数、途径站点、出行耗时和出行费用等进行考虑, 比较了不同最优公交路线选择的计算方法的不同特点。

2. 公交网络的特点

公交网络跟计算机网络一样, 具有拓扑性质。公交网络尽管依附于路网, 但又与网络有区别拥有自身的特点。

2.1 时间特性——公共交通一般具有固定的时间表, 但也受实时交通状况等因素的影响。

2.2 换乘特性——公共交通共具的换乘包括同站间的换乘和异站间的换乘, 同站换乘需要考虑到诸多站点内部的细节;而异站换乘则需要建立各个站点之间的相互连接, 而且换乘需要付出时间、金钱等代价。

2.3 有向性——完整的公交路线大体上分为上行和下行两个空间叠加的行驶方向, 一般不同方向具各自的运行时间表和行驶站点分布, 甚至不同的行驶线路线。

2.4 连通性——单独的公交线路并不具备连通特性, 只有当与换乘连接弧段一起的时候才能组成完整的连通公交网络。

3. 公交网络出行路线选择的方法研究

3.1 时间链公交网络数据模型计算

伴随人们日常节奏加快的现象, 本方法将时间作为人们选择出行最主要的考虑因素。从人们出行时间链的视角出发, 可以把影响出行意愿和偏好等不同类型的因素 (如目的距离、换乘次数、等车时间、距离车站的远近等) 折换成时间, 并且用时间作为唯一的主要影响因素进行计算。由于公交网络中时间链的复杂程度较高, 从时间链的视角出发建立公交网络模型较少。

相对时间是指人们出行的持续时间, 它是一个相对完整的出行时间链, 有4种因素决定:T=Twalk+Twait+Tv+Ti

其中Twalk代表步行时间, 是人们距离公交站点所花费的时间。Twait代表等车时间, Tv是实际乘车时间, Ti是换乘所消耗的时间, 包括上下车、各站点步行所需时间。

上述公式即为公交出行时间链, 乘客每次出行即完成一个出行时间链。由此可以用以上4种时间的总和考虑不同出行方式的花费, 进而求出最优路径。因为换乘需要较高的时间代价换取 (上下车、步行和等车等花费的时间) , 除非换乘直接到达的车次, 缩短路线, 节省更多的时间, 否则人们轻易不会换乘车次。乘客的步行时间主要由出发地、目的地到车站的距离决定, 人们的步行速度相差不大是一个定值, 因此距离的长短成了主要的因素;而乘客等车时间则与发车频率、停车耗时、交通的通畅度等因素有关, 一般用发车间隔的一半来表示;车辆的行驶时间与路段上公交路线和车速大小有关, 常用公交线路运行距离与平均车速的比值表示;换乘时间主要由上下车时间、换乘距离、换乘数等决定, 一般用换乘距离与步行平均速度的比值表示。

本方法是一个相对简洁的网络公交路线选择的方法, 适用于人口密度较小的中小型城市的公交规划。

3.2 二分图法计算模型

二分图是一种不论在理论研究或是实际应用中都具有丰富意义的特殊模型。在二分图中, 所有站点都被分割为两个集合M和N, 其中M或N中任意两个在同一集合中的点都不直接相连。本方法运用标有站牌号的二分图对公交网络进行建模, 并结合此模型和站点网络图给出最佳出行路径的计算方法。

公交网络二分图模型是包含线路和站点集合的网络, 若某条线路经过某些站点, 则将站点间用一条无向线段相连。公交系统二分图模型是将标有站牌号的站点与线路之间用一条赋予数字 (数字表示该线路经过该站点时的站牌号) 的无向线段相连。并与站点网络图选择两站点间最优出行路径的算法和选择方案。从乘车的方案看, 二分图算法还可以展示出整条换乘线路。

3.3 分支一切割法计算模型

分支一切割法即Branch-Cut algorithms法它是一个求解混合整数规划的成功模型。它首先由Grotchel、Junger和Reinelt等人应用线性排序解决大规模混合整数规划难题, 以提高分支运行效率的方法。

3.4 BP计算模型

BP计算模型即误差反向传播神经网络模型, 它是人工神经网络ANN模型中使用性能最优越的一款计算方法, 它是以MATLAB环境下开发的ANN工具为运行背景, 具有预测分析各交通分区现状及不同因素变化下的公交出行比例的功能, 该方法不需要详细分析各变量之间的相互影响, 尤其是数学关系, 减少很多不必要的琐碎复杂的因素, 该方法还具有简易的学习过程, 并不需要很多的训练样本数据, 而取得较好的预测结果。

3.5 蚂蚁算法

蚂蚁算法最早是由意大利学者M.Dorigo等人提出的模拟生物世界中蚂蚁觅食行为的仿生类算法。它是一种新的本质上并行和随机搜索的优化算法, 具有很好的灵活性、分散性和自发组织性。考虑到城市道路结构复杂, 公交线网规划考虑的因素众多, 特别是直达客流量的影响, 这一系列特征正好与蚂蚁觅食的现象相似, 公共密集场所如市中心、商业区等正如蚂蚁的巢穴, 蚂蚁每向前行走一步, 对应公交网络中从一个节点到另一个节点。蚂蚁在路径上留下的信息素, 对应于网络从一个状态变化到另一个状态, 路段的权值发生的变化。

4. 结语

城市网络交通的便利畅通与否, 与人们的日常生活息息相关, 为使人们的生活工作出行的便捷、准确、安稳, 网络交通的人性化、合理化的计算规划十分重要, 伴随时代进步的脚步, 公交网络出行路线的计算机选择也正日新月异, 提出不同的计算方法, 没有最好或者最优的计算方法, 只有根据当地的影响因素设定最适合的路线才是人们所需求的。

参考文献

[1]公交出行完整路线计算方法研.刘岳峰, 张鑫, 孙华波, 刘婷

[2]公交最优路径选择的数学模型及算法.雷一鸣.广东工业大学

[3]公交网络最优路径选择算法研究.陈小辉.榆林学院计算机与网络工程系

城市公交网络 篇8

近年来, 我国城市群发展迅速, 目前我国已经出现了长三角、珠三角、京津冀、山东半岛、武汉、关中、长株潭和中原等城市群。在城市群的发展中, 城际交通对城市群的社会、经济发展有着极大的影响。城际交通的建设能从整体上提高城际运输效率和服务水平, 能带动经济的发展, 促进城市群合理布局。建立城市群内各城市间的便捷联系, 缩短时空距离, 使经济区按交通设施合理分布、聚集。

城际交通中, 长途客运占有重要地位, 随着我国大部制的逐步实施, 城际公交在部分地区已经实施, 但由于城市群交通的具有整体性、层次 (等级) 性、公平性、快速性、可靠性、经济适应性与环境协调性[9]等, 以及城际公交的站点布局等不同于城市公交, 传统的城市公交网络规划方法具有一定的局限性。

2 城市群城际公交特性

(1) 城市群城际公交的交通走廊特性

城市群城际公交具有明显交通走廊特性, 特别是在城市群发展初期, 走廊特性尤为明显, 这点明显不同于城市内“放射状+环状”“网格状”等特征, 如果把交通网络比喻作城市群的“血管”, 那么城际公交走廊则是城市群的“主动脉”, 城市群公交走廊结构形态受城市群空间布局形态与土地利用的影响较大。且由于城市群城际公交网络线路长, 其一般是运营形式是多种方式的融合, 包括点对点的直达快运、沿途大站停靠、中间换乘站的对接方式等。

(2) 城市群公交网络设计的优先性与公平性特性

在城市群中, 各城市的等级与地位不同, 有些城市是城市群的核心城市或中心城市, 城际公交网络设计要充分考虑该城市的功能与地位, 网络设计要体现核心城市的优先性。 优先性主要表现于对中心城市或核心城市在通行时间, 同时也要综合考虑城市群的整体发展, 及各城市间的公平性。

(3) 城市群公交网络设计与城市公交网络一体化特性

城市群城际公交网络是各个城市公交网络联系的桥梁与纽带, 城市群公交网络设计中要既综合考虑各城市现有的公交网络, 又要考虑通过城际公交带动沿线的发展, 促成城市群交通、经济的一体化。

3 城际公交网络设计问题描述

由于城市群城际公交具有上述特性, 在城际公交网络设计中要充分考虑其特点, 结合传统的公交网络设计方法, 建立相关的设计理论。城市群城际公交网络设计要考虑以下几个方面的问题:

①单个城市内部城际公交停靠站点的选取, 该站点一般既是城市公交站, 也是城际公交站;

②沿线停靠的大站布局;

③城际公交线路的选择;

④城际公交发车频率;

设计中需要考虑城市间出行者出行分布, 以及公交车线路的设置的合理, 以满足城市群间的全部出行需求, 保证公平性。同时, 还要考虑公交车的客运的组织方式, 以保证城际公交客运的高效性, 同时不同的组织方式也能更好的满足出行需求的多样性。

4 基于效率与优先的城际公交网络设计双层模型

在城市群一体化城际公交网络设计中, 需充分考虑城市群一体化城际公交的特性及乘客对城际公交服务属性的要求, 即城际公交网络设计中应该突出一体化城际公交的整体性、层次性、高效性、公平性。

4.1 目标函数

考虑到城市群一体化城际公交的整体性与层次性, 需考虑在充分体现不同OD对的优先水平下的社会总效益最大化。城市群一体化城际公交网络的总社会效益主要从四个方面考虑, 即营运收入、政府补贴、运营成本及乘客时间成本。

(1) 营运收入

城际公交的 总营运收入只考虑票款收入, 直接与票价相关, 而票价又与公交营运组织方式相关。直达公交票价比大站快线票价高, 而大站快线票价又比沿途停靠线票价高。在公交网络设计中, 由于候选线路的首末站预先已确定, 一旦中间站点确定, 便可确定该线路为何种运输形式, 票价可根据定价标准确定。营运收入采用如下计算公式:

${\rm I}C{\rm M}={\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _w{\displaystyle \sum _{i}X}}}{}_w^{r}h{}_w^{r}p{}_r^{i}d{}_w^r(1)$

其中:Xrw为OD对w与线路r上的关联矩阵元素, 即OD对w是否经过线路r; hrw为OD对w在线路r上的客运量; drw为OD对w在线路r上的运行距离; pir为线路r的票价标准 (元/人公里) 在i种公交运营组织方式下的票价。

(2) 政府补贴

由于城际公共交通运输方式具有公益性质, 政府对其营运会给予一定的补贴。

${\rm M}={\displaystyle \sum _r\eta }{}_{r}L{}_{r}f{}_{r}D{}_r(2)$

其中:M为政府对城际公交的补贴;ηr为第r条线路上的补贴系数; Lr为为r第条线路的长度; Dr为第r条线路的服务时间。

(3) 运营成本

城际公交运营成本包括车辆购置费、油耗、站务费、停车费、车辆折旧费、管理费等, 不同线路的运营成本不同。总运营成本可表示为:

$C{\rm T}={\displaystyle \sum _{r}D}{}_{r}f{}_{r}c(r)(3)$

其中:c (r) 为第r条线路单趟运输成本。

(4) 乘客时间成本

乘客的时间成本包括三种, 即乘客在车内时间、等待时间以及过载延误。其中过载延误是指, 当前车辆经过站点时已经满载, 当前站点的乘客需要等候乘下一辆车。

乘客总时间成本为:

$DLY=\xi {\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _w{\displaystyle \sum _{a}v}}}{}_w^{a}X{}_w^r(t{}_a+w{}_a+q{}_a)(4)$

其中:ta为公交网络中路段a上的运行时间;vaw为OD对w在路段a上的流量; qa为过载延误成本;ξ为单位乘客时间成本。

等待时间成本采用W.H.K.Lam (1999) 的计算方法:

$w{}_a=\frac{\alpha }{{\displaystyle \sum _{a}f}{}^a}(5)$

其中:fa为边a上的公交频率, α为修正系数。

超载延误采用下式:

$q{}_a=\beta \left(\frac{v{}_a}{{\rm K}{}_a}\right){}^{\tau }(6)$

其中:Ka为边a上的容量, β、τ为参数。

(5) 目标函数

综合考虑以上各项指标, 根据城市群城际公交的服务属性要求, 以总社会效益最大化为优化目标, 即:

$\text{m}\text{a}\text{x}z={\rm I}C{\rm M}+{\rm M}-C{\rm T}-DLY(7)$

4.2 约束条件

考虑到城市群一体化城际公交的服务属性要求, 兼顾其效率与优先两个方面的约束条件, 城市群城际公交网络设计优化目标的约束条件可以分为以下3类。

(1) 效率相关的约束

①发车频率约束

线路的发车频率用每小时的发车次数来衡量, 发车频率过高意味着公交企业对线路投入的车辆更多, 会增加企业的运营成本。发车频率过低则会影响城际公交的服务。因此城际公交线路的发车频率必须在一个合理的水平, 使企业运营成本和服务的乘客人数达到一个平衡状态。该约束为:

$f{}_{\min }\le f{}_r\le f{}_{\max }(8)$

其中:fmin与fmax分别为最小与最大频率。

②线路载客率约束

线路载客率是统计期内城际公交车辆的实际载客量与额定载客量之比。 城际公交线路的载客率也直接与运营企业的效率相关。载客率过低则该线路的投入产出率较低, 影响企业的车票收入;而过高的载客率又会影响乘客的舒适度, 一般而言让乘客感觉舒适的载客率为75%. 城际公交多为中、长距离出行, 因此在城际公交网络规划中, 城际公交的载客率应该得到适度考虑。假设用η表示城际公交的载客率:

$\eta =\frac{Q{}_r}{Q{}_{\max }},\eta {}_{\min }\le \eta \le \eta {}_{\max }(9)$

式中: Qr表示线路r的实际载客量 (人) ;Qmax表示线路r的最大标准载客量 (人) 。

(2) 优先相关的约束

① 停靠次数约束

停靠次数约束是城市群城际公交公平性约束之一。城际公交沿线停靠次数过少, 对沿线乘客不公平, 使得这些乘客不能公平地享受城际公交的服务。如果停靠次数过多, 则会延长公交行车时间, 显然对公交车上的乘客尤其长途乘客不公平。因此城际公交停靠次数需受到约束, 其约束条件表示如下:

$m{}_r={\displaystyle \sum _{k}x}{}_k^r\le g{}_{\max }(10)$

其中:gmax为最大停靠次数。

②可达性约束

可达性也是一个公平性指标。城市群城际公交线路的设置, 必须保证所有城市和地区的出行满足可达性要求, 即任一个城市能到达指定城市。任一起迄点的乘客在线路上存在两种选择, 即直达与换乘, 如果仅考虑一次换乘, 则:

${\displaystyle \sum _{r}x}{}_u^{r}x{}_v^r+{\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _q{\displaystyle \sum _{1}x}}}{}_u^{r}x{}_q^{r}x{}_q^{1}x{}_v^1\ge 1,\forall u,v(11)$

③直达率约束:

$\frac{{\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _{w}X}}{}_w^{r}h{}_w^r}{{\displaystyle \sum _{w}h}{}_w}\ge D{}_{\min }(12)$

其中:Dmin为最小直达率。

④公交线路站点间距约束

城际公交在市内与市外的站距应所有区别。在市内的停靠站点间距不宜过小, 这样有助于减少城际公交对城市交通的影响, 市内站距应作特别规定。在城市外, 城际公交线路的站点间距也应受到约束。公交线路站点间距约束为:

$\begin{array}{l}l{}_{r\text{m}\text{i}\text{n}}\le l{}_r\le l{}_{r\text{m}\text{a}\text{x}}\\ l^{\prime }{}_{r\text{m}\text{i}\text{n}}\le l^{\prime }{}_r\le l^{\prime }{}_{r\text{m}\text{a}\text{x}}(13)\end{array}$

其中, lr, l′r分别表示城际公交在城市内与城市外的停靠间距。

(3) 其他相关约束

①运输组织方式约束

城际公交可以有多种运输组织方式, 首末站之间有直达快线、大站快线、沿停慢线三种运输方式中的至少一种, 该约束由下式表示:

$x{}_{u,v}+{\displaystyle \sum _{k\in {\rm K}{}_{u,v}}x}{}_{u,v}^k+{\displaystyle \sum _q(}x{}_{u,q}+{\displaystyle \sum _{s}x}{}_{u,s}^q)(x{}_{q,v}+{\displaystyle \sum _{r}x}{}_{r,v}^q)\ge 1(14)$

其中:Kuv表示u至v中的所有停靠点的集合。

②可行域约束

该双层模型的决策变量为整数, 还须增加整数约束, 即:

$x{}_k^r\in \{0,1\}(15)$

③投资约束

为确保目标函数的最优值不会因为投资增多或者票价无限上涨而失真, 同时考虑到城际公交建设的资金约束, 须对城际公交网络建设的投资预算进行约束, 即:

$CB<\zeta {}_{\max }(16)$

其中:CB表示城际公交网络的总投资预算, ζmax为城际公交网络建设的最大投资额。

4.3 双层规划模型

通过以上分析, 建立了基于效率与公平的城市群一体化城际公交网络设计双层模型, 上层为一个NDP问题, 下层为一个基于容量限制下的公交客流分配问题。模型表示如下:

[NDP]:

$\begin{array}{l}\text{m}\text{a}\text{x}z={\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _{w}X}}{}_w^{r}h{}_w^{r}p{}_{r}d{}_w^r+{\displaystyle \sum _r\eta }{}_{r}L{}_{r}f{}_{r}D{}_r-{\displaystyle \sum _{r}D}{}_{r}f{}_{r}c(r)\\ -\xi {\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _w{\displaystyle \sum _{a}v}}}{}_w^{a}X{}_w^r(t{}_a+w{}_a+q{}_a)(17)\end{array}$

s.t.

fmin≤fr≤fmax (18)

$\begin{array}{l}\eta =\frac{Q{}_r}{Q{}_{\max }}(19)\\ \eta {}_{\min }\le \eta \le \eta {}_{\max }(20)\\ m{}_r={\displaystyle \sum _{k}x}{}_k^r\le g{}_{\max }(21)\\ {\displaystyle \sum _{r}x}{}_u^{r}x{}_v^r+{\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _q{\displaystyle \sum _{1}x}}}{}_u^{r}x{}_q^{r}x{}_q^{1}x{}_v^1\ge 1,\forall u,v(22)\\ \frac{{\displaystyle \sum _r{\displaystyle \sum _{w}X}}{}_w^{r}h{}_w^r}{{\displaystyle \sum _{w}h}{}_w}\ge D{}_{\min }(23)\\ l{}_{r\text{m}\text{i}\text{n}}\le l{}_r\le l{}_{r\text{m}\text{a}\text{x}}\\ l^{\prime }{}_{r\text{m}\text{i}\text{n}}\le l{}_r´\le l^{\prime }{}_{r\text{m}\text{a}\text{x}}(24)\\ x{}_{u,v}+{\displaystyle \sum _{k\in {\rm K}{}_{u,v}}x}{}_{u,v}^k+{\displaystyle \sum _q(}x{}_{u,q}+{\displaystyle \sum _{s}x}{}_{u,s}^q)(x{}_{q,v}+{\displaystyle \sum _{r}x}{}_{r,v}^q)\ge 1(25)\\ x{}_k^r\in \{0,1\}(26)\\ CB<\zeta {}_{\max }(27)\end{array}$

[TAP]:

$\min {\displaystyle \sum _{a\in A}c}{}_{a}v{}_a+{\displaystyle \sum _{i\in {\rm I}}w}{}_i(28)$

s.t.

$\begin{array}{l}{\displaystyle \sum _{a\in A{}_i^{+}}v}{}_a-{\displaystyle \sum _{a\in A{}_i^{-}}v}{}_a=g{}_i(29)\\ w{}_i=\frac{V{}_i}{{\displaystyle \sum _{a\in A{}_i^{+}}f}{}_{a}x{}_a}(30)\\ v{}_a\le f{}_{a}w{}_i,i\in {\rm I},a\in A{}_i^{+}(31)\\ v{}_a\ge 0,a\in A(32)\\ x{}_a=0\text{或}1‚a\in A(33)\end{array}$

5 算法设计

双层规划模型是NP完全问题, 一般采用启发式算法求解。在公交网络设计中, 对于小型问题, 下降算法效率高, 遗传算法所需时间最长。而对于大型网络计算, 尽管遗传算法比其它算法要花更长时间, 但其计算结果是最好的。因此, 本论文采用遗传算法求解以上双层规划模型。

5.1 变量编码

本文中遗传算法的编码采用混合编码。 其混合编码由两部分构成, 第一部分为实数, 第二部分为二进制编码。混合编码的第一部分表示城际公交发车频率, 第二部分表示各条候选线路的中间停靠站点, 其长度与候选中间站点数相同。一个实数编码代表一条候选线路, 总的编码长度与总候选线路长度相同。该编码可有效解决前面三个问题。如果第一部分为0, 则表示该条候选线路不被选择。

14|10010110101 9|10110110100

图1 遗传算法编码

5.2 计算步骤

Step1: 随机产生数量为M的初始解, 即初始种群;

Step2: 初始进化代数G=0, 最大进化代数为Gmax;输入交叉操作与变异操作发生概率参数, 以及网络数据;

Step3: 对种群中个体进行解码操作, 生成公交运营方案, 转到下层求解基于频率容量限制下的公交客流分配;

Step4: 根据下层求解的客流分配结果, 转到上层求解上层NDP问题, 得到目标值;

Step5: 计算种群中个体适应度函数值, 得到各个个体的适应度值, 进行选择操作;

Step6: 判断交叉或者变异的发生条件是否满足, 如果满足进行交叉或者变异操作, 生成新种群, 返回step3;

Step7: 输出结果。

6 实例

算例考虑由3个城市组成的城市进行算法的仿真计算, 城市群中的每个城市都有3个公交车首末站, 1、2、3为第一个城市的公交车首末站点, 4、5、6为第二个城市的公交车首末站点, 7、8、9为第三个城市的公交车首末站点。各个节点之间的距离如图所示, 在本网络图为无向图。除了各个城市公交车首末站以为, 网络中的其他节点为公交车沿线停靠点。假设一个出行需求OD, 以及网络数据, 通过Matlab编程软件编程求解得到三种组织形式的城际公交线路方案。

城际公交的首末站点确定以后, 根据城际公交中间备选停靠站点的个数以及城际公交的运行组织方式进行变量编码。在Matlab遗传工具箱的基础上, 编写城际公交客流分配程序, 结合基于效率与优先的城市群一体化城际公交网络的特点, 结合模型, 得到了测试网络的仿真结果。如图所示, 仿真中遗传算法进化到280代时得到了最优的目标函数值。

在测试网络中进行遗传算法仿真得到三种组织形式的城际公交线路方案, 分别为直达快线、大站快线、沿停慢线。测试网络路线设计方案如表1所示。

7 结束语

本文结合当前城市群发展以及大部制实施下城市群公交实施的可行性情形, 提出城市群城际公交网络设计模型及其求解算法, 网络设计中充分考虑城市群的区域特性与交通特性, 构建双层规划模型, 并提出该模型的混合遗传算法。由于城市群交通影响因素众多, 区域特点与产业结构的差异明显, 构建的模型还需要充分考虑其他因素, 计算的复杂性的计算结果产生一定影响, 在算法上也还有待进一步改进。

摘要：随着我国城市群的发展以及大部制逐步实施, 城市群城际公交的规划与实施对城市群一体化建设具有重要意义。由于城市群城际交通的特性, 传统的城市公交网络设计理论与方法在城市群城际公交网络设计中具有一定局限性。鉴于此, 针对城市群城际公交网络设计及其模型求解算法进行了研究, 以总社会效益最大化为优化目标, 建立了基于效率与优先的城市群一体化城际公交网络设计的双层规划模型, 并构建了基于混合遗传算法与Matlab工具箱的求解方法, 论文的研究对我国城市群城际公交网络的规划具有一定的现实指导意义。

关键词：城市群,城际,公交网络设计,效率,优先,混合遗传算法

参考文献

[1]周和平.城市群一体化交通网络设计的理论与方法研究[D].上海:同济大学, 2005.

[2]周和平.基于优先与公平的城市群一体化混合公路交通网络设计模型[J].系统工程, 2007, 25 (7) :92~95.

[3]陈凤.城市群城际公交网络设计研究[D].长沙:长沙理工大学, 2009.

[4]Waller S T.Evaluation with traffic assignmentunder demand uncertainty[J].TransportationResearch Record, 2001, (1771) :69~74.

城市公交网络 篇9

20世纪80年代,随着复杂性科学的兴起,复杂网络作为复杂性理论研究的一部分,成为研究复杂系统的有力工具,复杂网络的小世界性质及无标度性质的提出,掀起了复杂网络研究的热潮[1,2]。复杂网络分析方法被应用于各个领域,典型的网络系统由节点和边组成,其中节点代表真实系统中的个体,而边表示个体之间的某种关系或现象。例如,神经系统可看作是大量神经细胞通过神经纤维相互连接形成的网络; 计算机网络可看作是自主工作的计算机通过通信介质相互连接形成的网络; Internet网络是每台交换机或路由器通过物理连接形成的网络。类似的还有电力网络、社会关系网络、交通网络、细胞网络等[3,4,5,6]。虽然这些自然和社会领域中的网络功能结构各不相同,但却表现出一些共同的特征,如小世界性质,无标度特性,级联分布等。

交通系统是典型的复杂系统,复杂网络理论也成为研究交通系统的重要工具。2002年,Latora等学者对波士顿地铁的网络特性进行了初步研究,他们将波士顿地铁网络抽象为一个无向加权图,研究表明该网络具有小世界特性[7]; 高自友等学者研究了城市公交网络的无标度特性及度分布指数,论证了北京的公交网络是无标度网络[8]; 赵金山和狄增如等人对北京市公共交通网络的几何特征进行了研究[9]; 李英等学者研究和分析了上海市公交网络,该网络的度分布符合幂率分布,具有较小的平均路径长度和较高的聚类系数,且该网络的抗随机失效能力很强,而对有选择性攻击的抵抗能力较弱。由此判断网络 符合无标 度网络的 特性[10]。

公交系统是城市的交通命脉,研究公交系统网络对于城市的交通规划和发展具有重大的现实意义。现有的国内交通网络的研究基本都是针对一线二线城市,而中小城市占据国内城市的90% 以上,因此对于中小城市公交系统的研究更具有实际与指导意义。本文以陕西省宝鸡市公交线路和站点为基础构建了公交系统网络模型,计算并分析了网络的度分布、平均路径长度、聚集系数等多个统计与拓扑参数指标,并结合城市公交系统的特点分析了公交网络的稳定性,提出了网络优化的思路。

1宝鸡公交网络模型

考虑网络GH= ( VH,EH) ,其中VH= { vi} ( i = 1,2,…,N) 是N个节点的集合,EH= { vi,vj} 是连接任意两个节点之间的所有边的集合。定义邻接矩阵Aij,如果节点vi和节点vj之间存在一条边,则Aij= 1; 反之,Aij= 0。

宝鸡市公交公司目前共拥有43条线路,经过344个不同的站点,本文构建的公交网络模型基于邻接站点,具体规则如下:

1) 以宝鸡市公交公司的344个公交站点为主,将站点作为构建公交网络的基本节点,具有相同名称的站点视为一个节点, 不同名称的站点视为不同的节点,即VH= { vi} ( i = 1,2,…,344) 。 相邻站点之间的公交线路作为边,网络抽象为无向网络;

2) 暂不考虑两个站点间通过的公交线路数量及发车频次, 将整个网络抽象为无权网络。

3) 若两个站点i和j之间有任意一趟线路经过,则认为节点vi和vj之间有一条边连接,邻接矩阵Aij= 1; 反之,Aij= 0。

基于上述规则构建的宝鸡市公交网络模型包括344个节点, 共916条连边。网络可视化后的示意图如图1所示。

2宝鸡公交网络统计与拓扑性质分析

2.1度与平均度

无向图中,一个节点i的度ki定义为该节点与网络中其他节点之间相互连接的边的数目,即:

这里,当路径l包含节点i,即有边相连接时,δl= 1; 反之 δl= 0。

对于公交网络上任意节点i,其度值ki反映出与站点i直接相接的公交站点的数量,ki值越大表明节点具有较高的连通度, 在实际交通规划中具有较好的地理空间,可能是实际公交系统中的枢纽站点或者重要换乘点。表1中列举了度值最高的15个节点,其中火车站、炎帝园、行政中心、高速客运中心等均是宝鸡市的枢纽站点,而金陵桥西、胜利桥南、汉中路口、蟠龙大桥南站等为主要换乘点。

网络中所有节点度的平均值称为网络的平均度,记为 < k > :

其中N为网络中节点的总数,网络平均度反映出网络中节点之间连边的平均疏密程度。宝鸡市公交网络的平均度 < k > = 2. 66,说明平均1个站点与大约3个站点直接相连。该值远小于网络的总节点数,符合稀疏网络〈k〉N的特点。因此,宝鸡市公交网络是一种稀疏网络。

2.2网络度分布

我们用度分布P( k) 来考量网络中一个随机选择的节点有k条边的概率,反映网络中节点度的分布情况。宝鸡公交网络中节点度值的统计情况如表2所示。

从表中可 以看出,宝鸡市公交网络 中节点的度 最高为10,度值大于5的节点仅占 总数的4. 36% ,而度值为2的节点占 总数的59. 01% ,说明网络中 节点分布不均匀,对于大多数站 点来说,仅有左右两个相邻 站点。 图2显示了公 交网络在普 通坐标下的度 分布情况,图3则为公交网 络在双对数 坐标下的度分布情况, 横坐标为度 值k,纵坐标P( k) 表示度值 为k的概率。 图3中双对数坐 标下的度分 布可以拟合 为一条直线,符合幂律分布的特征,这种幂律分布表明,一个站点有k个站点与其相连的概率遵循P( k) ~ k- γ,幂指数 γ 约为2. 79,意味着网络具有无标度特性。

无标度网络的一个显著特点是网络的性质通常由少数具有大量连接的枢纽节点所决定,比大多数仅具有少数连接的节点更为重要,这些枢纽节点对应于公交网络中的交通要点或主要换乘点。

2.3平均路径长度与直径

网络中任意两个节点间可能存在许多不同的路径,其中具有边的数量最少的路径称为最短路径,任意两个节点i和j之间的距离dij即连接节点的最短路径的长度。网络中的平均路径长度记为L,是指网络中所有节点对的平均距离,定义为:

对于公交网络模型,平均最短路径反映出任意两个站点之间平均具有多少个站点,是考量公交系统连通性及出行便利性的一个指标。计算得出,宝鸡市公交网络的平均路径长度L为17. 13, 表明需17站即可到达目的地,网络表现出部分小世界性质。

网络中任意两个节点之间距离的最大值称为网络的直径,记为D:

网络直径反映了乘客出行可能乘坐的最大站点数,计算得出公交网络直径D为65,从虢镇中学( 宝鸡市区东侧) 到县功( 宝鸡市区北侧) ,这是公交网络中出行的极限情况。

2.4聚集系数

真实系统网络中,不同节点间常会趋于相互合作,形成一个个的小集团,聚集系数用来反映网络中节点间的集团性。节点i的聚集系数ci定义为与该节点直接相邻的ki个节点间实际存在的边数ei占最大可能存在的边数ki( ki- 1) /2的比例,即:

图4为宝鸡公交网 络中各个 站点的聚 集系数分布图,按聚集系 数值大小呈降序排列。 。 图中可以 得到有个231个节点的聚集 系数值为0,占总节点 数的67. 15% , ,说明宝鸡 市有一多半站点的邻接站点是不连通的,仅有41个节点的聚集系数为1,占总节点数的11. 92% 。

网络的聚集系数C定义为所有节点聚集系数ci的平均值,描述网络的局部集团化程度,即网络的紧密程度:

网络聚集系数越大,说明站点与附近各个站点连接紧密度越高,公交线路越密集,便于市民换乘车。计算得出宝鸡公交网络的聚集系数C = 0. 124,相对较低,说明在公交网络中交通负荷不均匀,网络较为稀疏,还有一定的发展空间。

3宝鸡公交网络稳定性分析

宝鸡市公交网络呈现出无标度特性,这将导致网络的异质性,因此,公交网络存在鲁棒性与脆弱性。一方面,表现为网络节点随机堵塞的鲁棒性; 另一方面表现为选择性堵塞的脆弱性,即所谓的“鲁棒但又脆弱”。度值最大的枢纽站点一旦发生拥堵则有可能造成整个公交网络的瘫痪,这些枢纽站点对于整个网络的连通性起到重要的作用,对于这些高度连接的市区中心站点或主要换乘站点,应及时消化客流量,通过开辟公交专线、减少中转次数等方式提高运输效率,以保证整个公交网络的通畅。

宝鸡市公交网络的聚集系数结果体现出网络负载不均匀,对于承载压力过高的站点,仅通过增加发车频率及增开线路等方式并不能有效地提高运输能力,相反站点间的线路过于密集会导致多辆车排队等候进站的状况,引起交通堵塞。可以考虑分散原有的中心站点,将公交线路加以分流,优化主干网与支路网之间的合理性,充分利用公交系统中的支路网络,保证整个网络的连通性,从而提高网络的抗毁性,增强网络的运输能力。

4结束语

本文构建了陕西省宝鸡市的公交网络模型,通过复杂网络理论加以分析,得出如下结论:

( 1)公交网络节点度分布不均匀,网络度分布服从幂律分布,呈现出无标度特性。大部分节点的度值很小,只有很少一部分枢纽节点具有较高的度值,这些节点对应市区内的中心站点或者主要换乘点;

( 2)公交网络的平均路径长度为17. 13,聚集系数为0. 124,具有部分小世界特性,还有较大的发展空间;

( 3)公交网络对于随机堵塞具有鲁棒性,同时对于枢纽站点堵塞具有脆弱性。因此,从枢纽站点出发,提高这些站点的运输能力,考虑公交网络的优化方案,最终增强公交出行的便捷性。

公交网络是复杂的交通系统,本文结合复杂网络理论构建和分析了宝鸡市的公交系统网络,通过分析其统计和拓扑特性可为交通系统的优化提供理论分析,但还有一些问题有待更进一步研究。例如考虑将相邻站点间经过的线路作为网络的权重,构建无向加权网络研究公交网络与客流压力之间的关系。通过研究公交网络的复杂性与内在动力学特性,深入研究公交系统的优化问题。

摘要：选取陕西省宝鸡市的43条公交线路和344个公交站点,以公交站点作为节点,相邻站点之间存在公交线路作为连边,基于复杂网络理论构建了宝鸡公交网络模型。对网络的统计性质与拓扑特征分析表明,公交网络是稀疏的,具有无标度特性以及部分小世界性质,网络度分布服从幂律分布,少数枢纽节点在网络中起重要的作用,对应于城市的关键站点或主要换乘站点。公交网络同时存在鲁棒性与脆弱性,网络稳定性的研究可为城市公交网络的优化及交通规划提供一定的理论依据。

城市全业务网络演进趋势 篇10

近年来, 网络技术发展越来越迅速, 基于网络的各种应用也越来越丰富, 随着数据业务量的迅猛增长, 带来了对网络带宽的巨大需求, 而且由于数据流量的不可预见和不确定性, 运营商非常需要对网络带宽做动态分配。在中国数据业务的发展速度更是惊人, 每年各大运营商都有数以百亿计的资金投入到基础光传输网络的建设中。随着网络需求的多样化和网络规模的不断扩大, 如何更好地规划、建设光传输网络是各运营商面临的一个重要的课题。

1 全业务网络的现状

三大运营商为满足后续业务发展, 逐渐在进行SDH退网, 加大PTN、OTN传输设备在城域网中的使用。为满足客户随时随地的业务接入需求, 加大驻地网、光缆承载网的建设。考虑到业务的平稳过渡, 目前运营商都是几张传输网同时运营, 造成资源浪费、建设冗余。

2 全业务网络规划、管理发展面临的问题

首先, 各大电信运营商之间的竞争越来越激烈, 如何更好地利用网络资源、提供质量更好的服务、降低运营成本就成为立足于竞争市场的关键。其次, 网络的中远期规划决定了运营商业务的可持续发展。另一方面传输设备处理能力和稳定性决定了网络建设的时间。

此外, 网络业务正由原来单一的基础业务向多元化的数据业务发展。这就要求运营商要能够有针对性的对不同的用户要求提供不同场景的不同服务质量 (QOS) 的业务。另外, 物联网的逐步试商用也要求光传输网络具有更多的灵活性, 能够对不同的客户需求和带宽需求迅速做出响应, 并进行建设和监控。运营商要适应业务发展, 提高整体竞争力, 增加运营收入就必须解决好以上问题。

3 城市全业务网络演进趋势

3.1 向大容量传输演进

追求大容量、传输距离灵活调整一直是光通信发展的基本方向, 近年新业务层出不穷要求传输网向更高速率、传输距离可调演进增添了新的动力。从现有的技术水平, 可以采用40-100Gbit/s系统和波分复用技术来实现传输网容量的提升。由于100Gbit/s系统的实现成本较高, 目前100Gbit/s系统的规模商用还有很大障碍。现阶段还是重点依赖10Gbit/s～40Gbit/s系统技术来满足传输网更大容量的需求。

3.2 向多业务承载演进

光网络为业务网提供支撑和服务, 业务网的需求决定了光传输网的发展。目前以IP为主的数据业务增长极其迅速, 而传统光传送网主要是根据基础业务的需求进行设计, 存在着业务调整复杂、带宽扩容性差、传输数据业务成本高等缺陷, 不具备对IP业务的优化传送和对宽带数据业务进行汇聚和疏导的能力。另一方面, 接入网占整个网络建设成本很大的比重, 如果OTN、PTN以及SDH等网络独立地发展, 必然导致接入网和驻地网的重复建设, 同时错综复杂的网络结构也会加大网络运行维护成本。如果能够利用一张光网络和综合化的多业务平台实现各个网络在接入层和汇聚层的业务融合, 必然极大地降低网络建设和维护成本, 并有利于向用户提供综合业务。

3.3 向网络智能化演进

一张光网络是光传送网由静态基础网向动态业务网转化和更好地适应新业务发展的必然要求。

(1) 波分技术可以解决传输带宽问题, 要使传输带宽得到更有效的利用, 还要赖于网络的合理结构。物联网等新业务的快速发展使得整个通信网络向着高容量IP化发展。

(2) 向不同客户分场景提供差异化服务是提升运营商竞争力的关键。光传送网正在演变为满足各种业务就近接入, 快速开通, 便于管理的一张光缆网。

(3) 基于SDH的传统光传送网大量采用环性结构进行建设, 各环之间相互独立, 网络结构扩展性差, 资源利用率低。另外, 传送层的环网拓扑结构与数据业务层的汇聚型拓扑结构的差异还会造成带宽资源的巨大浪费。因此, 光传送网必然要向一张光缆网方向发展, 通过综合业务平台实现业务分离。

基于以上考虑, 智能功能的部署将实现一张光网络和综合业务平台的全面建设, 一张智能网成为了光传送网发展的必然选择。

4 城市全业务网络建设目标

把城市划分为若干个业务区, 每个业务区有一个综合汇聚机房, 对于业务密集区域可做综合接入机房下沉, 就近收敛业务, 然后收敛到该区的汇聚机房。汇聚机房和综合接入机房组建光交环, 由光交环承载所有业务, 实现一张光缆网的目标。建设方式如下:

4.1 核心层建设目标:

远期需要在每个核心局新增百GE OTN波分设备满足超大颗粒业务的处理能力, 同时核心局做到动态调整自有业务带宽, 以应对局部区域业务量突发, 造成阻塞。核心局之间实现网状网光缆结构网。建成管道化网状网结构的核心层光缆网;机房进出路由建议在三个以上, 且各出局路由的分离, 便于光缆集散和调度安全。光缆中途不开口, 光缆一般选择144芯及以上, 建议优先选择带状光缆。

4.2 汇聚层建设目标:

远期需要在每个汇聚新增40GE或以上的OTN波分设备满足大颗粒业务的处理能力, 同时汇聚机房做到动态调整自有业务带宽, 以应对局部区域业务量突发, 造成阻塞。汇聚机房组建物理汇聚环路, 同时汇聚机房组建光交环路由光交承载业务。建成环形、异路由化的汇聚层光缆网;实现路由直达, 中途不开口的汇聚层光缆连接各汇聚节点;单个汇聚环节点控制在4～6个;实现汇聚层光缆满足不断扩大的业务网络的对光缆纤芯的需求, 芯数一般为48～96芯。实现汇聚环双路由归属到2个核心局, 稳定的汇聚点实现2个以上路由出局, 逐步实现汇聚机房网状网结构。

4.3 接入层建设目标:

对于业务密集型的区域采用下沉综合接入机房 (安装mini OTN设备) , 综合接入机房组建环路, 采用综合接入机房带光交环, 由光交环承载宏站、宽带、专线、无线城市等业务, 实现就近收敛大颗粒传送。对于业务量一般或偏少的区域采用汇聚机房带光交环, 由光交环承载宏站、宽带、专线、无线城市等业务, 实现就近收敛大颗粒传送。建成覆盖广、接入率高、业务接入灵活便捷的接入层光缆网;利用网格化细分+分区域覆盖的方法在规划期内建成若干个综合业务区, 按计划分阶段进行接入层光缆的建设。

4.4 业务区建设目标:

规划业务区是一个短期整体规划的产物, 在未来会出现很多规划期内无法预见的事物, 就需要根据现实去做局部修正。为保证光交环发挥其最好效益, 必须采用主配+辅配环的建设思路, 做光纤资源二次收敛。

4.5 管道建设目标:

管道作为线缆的承载对象, 对运营商的业务发展起到制约作用。在如今的现代化城市中管道作为基础资源建设受到多方面因素的制约, 结果就是不可能短期完成整体管道建设计划。根据道路建设的周期及其允许开挖的年限限制, 计划5～6年完成城市管道建设目标, 实现有路就有通信管道, 有业务需求的地方就有运营商的管道资源。管道建设要达到目标需要采用先把握城区外围 (开发区, 城乡结合部, 城市扩展区域) 和郊区做重点建设 (政府支持区域) 。每年对老城区做攻坚战采用蚕食技术扩张移动管线资源。对于新建小区、园区等新建区域采用跟随策略建设。对于老社区、园区采用先共建共享其它运营商资源和电力资源后采用顶管等其它方式逐步完善园区内主干管道, 减少其它单位对运营商后续业务发展的制约。根据城域传送网和有线接入网建设及客户接入需求, 充分利用社会资源, 采用多种方式解决。建设原则如下:

(1) 储备资源:结合市政道路建设, 按效益优先的原则建设城市核心区及业务密集区的管道资源, 规划期末实现对新建区域的城域管道覆盖, 实现对集团客户、商务楼宇、园区、高校等重要客户的管道预覆盖。

(2) 根据工建部管线办的划分标准, 以接入目标客户的局前井为界, 将管道分为道路管道和驻地网管道两大类。

(3) 道路管道:建设建成符合战略定位和业务运营要求的管道网络, 管道道路覆盖率逐步提升。

(4) 驻地网管道:对商务楼宇、园区、宾馆酒楼、大学校区等商业客户, 其新增楼宇的管道接入率应达到100%, 原有楼宇管道接入逐年递增, 规模和定位符合要求的新建小区管道接入率应达到100%, 规模和定位符合要求的原有小区的管道接入应根据效益优先的原则适度开展建设。

(5) 城区密集业务区主干道采用道路两侧同时新建管道, 管孔数为6～8孔;

(6) 城区一般主干道采用道路两侧同时新建管道, 管孔数为4～6孔;

(7) 城区次干道及郊区主干道根据业务量确定是否道路两侧同时新建管道, 管孔数为4～6孔, 郊区次干道建设孔数为2～4孔;

(8) 每隔250米～350米做2～4孔过路, 郊区城区或业务不密集区可适度拉大距离;

(9) 高校、企事业单位、大型社区内建设管孔数一般为1～2孔;

(10) 选取条件比较好的机房对其周边进行管道建设, 为全业务建设做准备。

4.6 光交建设目标:

主配层光交建设目标和原则:

(1) 4到7个光交组成一个主配光交环, 光交环应尽量跨双汇聚点;光交之间布放288芯光缆, 接入基站光缆采用24芯光缆。主配层光缆交接箱至业务接入点距离为300米左右, 郊区城区为500米左右。

(2) 光交箱应位于管道光缆资源丰富或容易进出的位置, 重要街道路口, 便于接入基站。光交同时也作为全业务接入使用;

(3) 光交在汇聚点附近的以1152芯为主, 其余以576芯为主, 县城的可均为576芯。

(4) 室内分布站点也从光交箱接入, 但在逻辑环层面应为链型结构。

(5) 加强光交环路中主配光缆的纤芯管理, 使得网络分界清晰, 分纤芯使用基站环路, 全业务光纤等。

(6) 为防止主干光缆频繁开口而产生反射损耗, 光缆交接箱间距至少要大于400m。

(7) 光交接箱可采用落地或架空两种安装方式。建议使用室外落地方式安装。

辅配层光交建设目标和原则:

(1) 基于主配线层的规划、预接入客户的分布及管线资源情况, 结合前期全业务主配层完成覆盖情况进行全业务辅配层的规划。

(2) 辅配层建设按照“总体规划、分步实施”的原则安排;

(3) 辅配层规划主要集中在城区、城郊及开发区等区域;

(4) 辅配层规划综合考虑主配光交的设置情况、预覆盖区域的道路情况、配线光缆延伸距离、辅配层光交的数量及预接入客户至辅配层光分配点的距离等因素, 合理布局;

(5) 辅配层的组网结构以树型结构为主, 针对部分重要客户, 在管线资源具备条件时建议采用环形结构, 纤芯分配不递减式;

(6) 辅配层光分配点一般考虑放置交接箱;

(7) 辅配层建设要充分利用现有接入资源 (如基站、自办营业厅及较为稳定的代办点等) 作为辅配层的收敛点, 通过合理设置全业务接入区、全业务接入点和光分配点, 提高基础资源的利用率, 使得全业务接入更灵活、便捷;

(8) 辅配层光交的数量应与主配光交的可用纤芯数相匹配, 一般宜为2～4个;

(9) 辅配层光分配点至接入客户所在建筑局前井的距离一般在300米以内, 最大不超过500米。

从中国网通的实践看, 运营商光传送网发展的基本状况与趋势如下。

(1) SDH、PTN、OTN传输网并存

目前各运营商处于传输网络更新升级阶段, 为保证网络安全及设备平滑升级, 各运营商均采用SDH、PTN、OTN传输网并存, 同时控制SDH建设规模, 加大PTN、OTN建设力度, 分阶段淘汰SDH网络。在这个过度阶段势必造成网络的复杂化, 为避免重复建设, 采用建设一张光缆网的方法来解决传输线路重复建设的问题。

(2) 管道建设成为业务发展的瓶颈

目前城域传送网的建设都依赖于通信管道, 随着城市化进程的加快, 政府管理部门要求严格, 城市开挖成为制约管道的首要问题。没有管道资源或管道资源匮乏将造成无线城市、宽带中国将及物联网将无法建设。

(3) 网格建设

采用把城市划分为若干个网格, 每个网格为一个业务区, 业务区内的所有业务由区内的汇聚机房收敛。采用化整为零的方式进行业务建设和管理。

(4) 建设一张光缆网

运营商都非常关注智能光网络的发展, 所谓智能光网路就是一张光缆网实现各种业务承载。目前各大运营商都在研究智能光网络的建设。通过综合汇聚机房组建光交环或综合接入环路 (利用已有接入机房、营业厅、基站机房等运营商稳定的资源建设业务承载环路) 。网格内建设业务支撑网 (光交环或综合接入环路) 、由光分配点 (光交或机房) 到用户建设业务接入网。

(5) 传送网在由基础网向业务网发展

光传送网正在由仅仅是为运营商自身的业务网提供传输支撑的基础网逐步发展为可以直接为客户提供资源出租业务的业务网。由基础传输网转变为业务网有一系列问题需要研究和解决, 如业务定义、业务管理、业务接入、服务保障等, 而且组网方式、网络结构、网络覆盖也要相应地调整, 网络管理维护体制、电路调度手段、商业运营模式等都要适应业务网的需要进行相应变革。这些工作都是光传送网发展中的新生事物和运营商目前关注的重点。

5 结语

城市公交网络 篇11

关键词：基站设置；信号覆盖；网络组建；应急保障

中图分类号：TP399

近年来，随着我国城市经济社会的快速发展，城市化的不断推进，民生基础设施建设目新月异。出于对地铁轨道交通便捷高效等特点，搭乘地铁已成为大众出行的重要方式，[1]以天津地铁为例，仅2012年1至5号线便承载客流超过3千万人次，最高峰客运量达到（单日）21.2万人次。由于地铁客运环境封闭，客流集中，在出现火灾等突发灾害事故的情况下，会因供氧能力不足、照明设备关闭，有线通信信号中断，一方面导致遇险人员心理恐慌，易造成人员的大量伤亡；另一方面，严重阻碍了消防灭火救援力量，精准高效的开展生命搜救和火灾扑救工作。2003年韩国大邱地铁火灾中，就突出显现了紧急状况下地铁消防通信困难的问题。由此可见，加强地铁消防无线通信网络建设是开展消防应急处突工作的重要前提。

1 我国地铁消防通信网络建设现状

1.1 缺乏完善的专用消防通信系统网络设施

近年来，我国高速发展地铁消防通信网络建设，但是已建成设施难以保障火灾时的消防灭火救援通信工作需要。随着经济建设高效开展，城市火灾日趋大型化、复杂化，现场参战力量调集迅速，消防编组任务分工细化，执勤作战行动范围扩大，且逐步向大兵团、多警种协同作战的方向发展。而相对复杂封闭的地铁灭火救援现场而言，各品牌电信运营商的小型专网，与公安消防部队在用的无线通信指挥网。目前，尚未能够专门设计和推广建成针对地下封闭空间的信号覆盖网络体系。又因为地铁专用通信设施产品类别相当匮乏，在灾害事故发生时，现有地铁消防通信设施，难以满足高效开展的灭火救援工作。

1.2 在地铁灾害环境条件下，消防指挥通信信号差

地铁建筑内人员活动空间多位于地表岩石和土层中的、比附近地面标高要低2m以上的高度。因此，灾害发生时，现场指挥部与地下战斗人员之间、地下与地上之间的通信信号屏蔽严重。伴随着火灾发生时，由于存在地下建筑烟气迅速蔓延、温度迅速升高、周围能见度降低等现象，严重干扰，甚至中断了灾害现场的及时通信联络，贻误战机，扩大损失，使灭火救援作战指挥预案难以实现。

1.3 应急通信网络建设模式效能不佳

当前，我国多数地铁应急通信网络采用的还是常规电信网，仅有北京等几座大城市已建成使用消防集群通信网络。一旦地铁车站和车道发生火灾时，因其封闭性和钢混结构构件的屏蔽作用，使得常规电信网信号数据无法交换，成为了“花瓶”。此时，会直接导致分秒必争的消防执勤工作指挥失灵，造成各自为战的状况，火场必然一片混乱，无法形成高效的灭火救援合力。[2]

2 地铁消防无线通信网络建设需求

结合灾害处置任务要求，灾害条件下，消防执勤通信系统网络应严格遵循三级组网模式开展建设：城市消防管区覆盖网（现场指挥部（总指挥）与当地政府（上级单位）、指挥中心、协助单位的联系）、火场指挥网（现场指挥部与各参战单位之间的联系）、消防战斗网（各单位内部一线战斗人员之间通信联络使用）。

其中，城市消防管区覆盖网建设可以采用临时架设电缆，开通电台的“有线加无线”模式解决。而另两种网络环境下，涉及人员最多、危险性最大、通信条件最复杂、指挥要求最具体。最适宜采用分频段的无线通信方式。[3]该方式应满足以下需求：

2.1 无线信号范围完全覆盖建筑空间

应针对地铁进站口、站厅、站台、隧道、管理用房、设备用房等常用组成。地铁客流量大，大量的人员分布于进站口、站厅、站台，一旦发生突发事件，现场就会非常混乱。

2.2 各波段频率信号应能做到“有呼必应”

灾害事故情况下，消防执勤力量必然分秒必争，将人员生命财产损失降至最低。在突发状况出现后，第一时间有效疏散和抢救被困人员，辨识并组织消除危险源是关键。由此可见，信道畅通、呼通率高，是地下消防应急无线通信一条重要定性标准。

2.3 呼叫信号稳定、可靠，降低白噪声、同频叠加等因素的干扰

明确具体是消防一线指挥命令的一项基本要求，如因现场环境突变，导致信号衰减、不稳定，则会导致指挥员难以掌握现场情况，战斗员对执勤任务指令的误听、误判。

3 地铁消防无线通信网络的设计思路

3.1 基站设置

为确保地铁内外无线通信网络信号正常，实现电子数据上下行双工传送，需要将地面无线链路信号引入地铁车站和隧道，其引入方式可分为集中和分散两种。集中方式以建设地下通信网络为主，选择地铁沿线某一座空间大、便于管理维护的大型地铁站作为通信指挥控制中心，依托地上现有运营商无线网络和信号基站的链路信号，布设用数字光纤或安装无线信号收发器，使专用链路信号由该地铁车站引导至地下环境，经过地铁隧道弱电管网，延伸扩展至整个地铁交通网。分散方式则以建设地上通信网络为主，深入各独立的地铁车站均设置上述光纤和收发器，在地铁沿线地上通信基站和交换机功能全覆盖和有线或无线信号网络环境良好的基础上，调通地铁专用链路信号与地面临近基站的信号频段，使各地铁车站分段、分区管理地下通信网络。

相比较而言，采用链路信号集中引入方式具备集成设计、集中施工、集约运维等优点，仅从一处车站施工，尽量不破坏已建成的弱电系统。从软件方面讲，只需在控制系统中独立标注引向不同地铁线路的编码即可。从硬件方面讲，只要在通信指挥控制中心加装高性能服务器和交换机，尽可能的按照原有弱电拓扑布线或架设基站，接通未连接的通信设施即可。

同时，集中引入方式通过控制中心固定联接地上与地下信号网络，实现多重热备份，提高可靠性。一旦发生故障，在各地铁线路终点站与控制中心之间发送数字信号，根据传送距离和经过基站，即可测定故障点位，开展维修。分散引入方式则因各车站结构不同，存在设计复杂、施工量大、对各车站地上电信网络建设要求高、难于集中管理维护的缺点，所以建议地铁内消防通信无线信号的引入采用链路信号集中引入方式比较合适。

3.2 信号覆盖

地铁内消防通信无线信号覆盖根据隧道和地下车站之间构造的不同。行车隧道内通过铺设泄漏电缆进行远程信号覆盖；车站内则可通过在不同业务分区内安装吸顶天线进行封闭空间覆盖。[4]

隧道内，沿隧道洞壁现有弱电管网敷设泄漏同轴电缆来辐射信号，射频信号既可以沿线双工传输，又能够向隧道内运行的列车辐射，在电缆周围形成一个连续的无线电波漏泄场，使隧道内布满足够的无线电波场强。这样，一方面，方便了地铁乘客在乘车时使用手机通话功能和各类wifi业务；另一方面，在发生灾害事故时，消防部门能够在长距离的隧道内保持高效的通信指挥水平。

由于泄露电缆造价高，且各地铁站内各业务分区复杂，施工难度大，无法保证全覆盖。在车站的不同业务分区内，安装全向吸顶天线实现地下空间信号全覆盖。

3.3 网络组建

在明确采用集中引入链路信号的基础上，目前，研发技术比较完善且适用于地铁消防通信业务的组网方式主要是有线链路集中引入和无线链路集中引入。两种方式各有优缺点。[5]

有线链路集中引入的方式较为传统。由于光纤和电缆信号传输稳定、不易衰减的物理特性，该方式安全可靠，不易受到干扰，仅需要较少的地面通信设施和信道频率支持，即可实现地上地下信号互联互通。

无线链路集中引入的方式灵活高效、投资成本低，维护方便，但是必须占用较多地面频率资源。随着“十二五”以来，国家对信息产业改造升级，无线通信业务高速发展，2G频段正在不断释放、3G网络已经广泛使用、4G网络也在逐步推广，因此在城市地铁通信指挥控制中心附近安装高效能、多频段的无线链路信号基站和配套数据服务器已经成为可能。

从消防部门执行应急处突任务的角度而言，安全可靠性是最重要的。综合考虑上述两种组网方式，可将地铁消防通信组网方式设计为：地铁控制中心至城市消防指挥中心的链路方式采用“一主一备”来增加可靠性，主用链路采用有线链路集中引入的方案，即地铁控制中心链路电台采用接口转换设备通过有线专线方式与消防指挥中心设备机房沟通；备用链路采用无线链路集中引入的方式与消防指挥中心架设的无线中转台沟通。而基于地铁灾害事故抢险救援一线高效指挥、灵活处置的实际需要，在各地铁站和隧道管网内采取无线链路集中引入的方案较为科学，这样就最大限度的保证了地铁出现灾害事故情况下，消防出动力量能够第一时间接警调度并集结到场，并在地下复杂环境内根据实际情况，便捷使用无线通信网络开展灭火作战和抢险救援指挥，传输现场影音数据，既稳妥，又高效。

3.4 应急保障

考虑到突发事件对地铁消防通信的影响，应对地铁消防通信系统建立应急保障体系，确保在地震、塌陷、洪水等灾害发生时的消防通信的畅通。我们可采取以下措施，联通内外抢险救援信号，比如：地铁消防通信系统应该设置备用系统，一主一备，双重防护；在各地铁站装配一套卫星通信设备，在消防轨道交通机构配备地下通信指挥系统等等。

参考文献：

[1]盛建国.地铁消防通信的要求及对策[J].消防科学与技术，2006，25：1l0-111.

[2]王值忠.浅谈地下建筑系统消防通信问题的解决[J].现代通信，2000，5：11-12.

[3]卢滢.地铁消防无线通信引入系统研究[J].通信/信号，2003，9：30-32.

[4]戚磊.基于地铁信号系统中的通信系统[J].科学大众，2006，5：67-68.

[5]张家明，王启立.地铁消防通信的实现[J].科技信息，2007，4：206.

作者简介：金杉（1982.9-），男，天津市河西区公安消防支队司令部助理工程师，主要从事信息通信和战训工作。

城市无线Mesh网络规划 篇12

未来"无线城市"需要具备综合信息化支撑能力,提供综合服务,所以网络基础必须具备高可靠性、高性能、安全性、可扩展性等特点。因此,我们建议可以把下面几点作为网络设计的原则。

(1)高可用性和可靠性。城市无线宽带网络担负着整个范围的信息传输和服务的重任,其可用性和可靠性至关重要。网络的有效性和可靠性,即它的可连续运行性,是网络主干建设必须考虑的首要原则。

(2)实用性。遵循面向应用,注重实效,急用先上,逐步完善的原则,充分保护已有投资,不设计成华而不实的网络,也不设计成利用率低下的网络,以实用性的原则为依据,建设具有最低的TCO(拥有的总成本最低),有最高的性价比的城市的无线网络。

(3)先进性。采用先进成熟的网络概念、技术、方法与设备,反映当今先进水平,又给未来的发展留有余地;充分采用目前国际、国内流行和成熟的技术,保证网络能适应技术的快速发展。

(4)开放性。整体规划应符合开放性原则,有利于科教研发、产品制造、软件开发等各方面的机构利用无线城市信息化平台开展有关领域的创新和产业培育。

选择的产品应具有好的互操作性和可移植性,并符合相关的国际标准和工业标准;

(5)高性能。由于今后基于IP技术的多媒体应用越来越丰富,不同的应用对网络的传输速度、延迟等有着不同的需求,因而对网络的带宽性能以及对接入用户的服务质量性能的需求极高。这些务必对网络设备的性能提出很高的要求。

(6)灵活、统一性。在组网方式上,城市无线Mesh网络应该可以灵活、统一地集成基于室内无线接入设备、室外无线接入设备、基于Mesh技术的无线接入设备。并且可以方便地增加、扩充网络,网络可以通过自身的能力自动进行组网。网络设备需要支持多种协议,并可便捷、灵活地根据需求进行变换。

(7)安全性。安全性是任何一个网络所必须具备的重要特性,信息安全目前已受到越来越多的重视。对于城市整体部署无线这样一个重要的政府应用来说,信息安全更是重中之重。因此,网络结构、网络设备应提供相应的安全控制机制。

(8)可扩充性。随着城市无线Mesh网络规模的发展以及今后应用的日益普及和进步,对网络系统的可伸缩性要求成为网络设计的一个重要考虑。

一个设计良好的网络系统应能方便地对其规模或技术进行扩充。用户对网络资源的需求经常随着应用而发生变化,系统应具有一定的灵活性,为满足用户的不同需求而作灵活的系统配置和资源的再分配。网络将会是一个不断增长的网络,包括它的规模,它的应用范围和服务内容将随着计算机应用的不断普及而不断增加。

(9)可管理性。网络管理系统应该具备集中式的管理功能,有效地对全网的设备、利用方式进行控制,此外可对整个网络的使用性能、使用效果进行分析,以便管理人员有效地对网络资源进行分配,充分发挥网络的利用率。

(10)采用面向应用QoS的网络设计。城市无线网络的建设必须符合当前应用的需求,并且能有效推动网络应用的开发和利用。随着Internet的不断发展,基于Interne的网络应用日新月异,这些新应用不仅意味着流量的增加,而且流量的特征发生了变化,尤其是许多新型多媒体应用。这些应用网络的带宽、延迟等有着不同的要求,网络系统需要具备为各种应用分配优先级、带宽的能力。

2 城市无线Mesh网部署

通常大规模的无线Mesh网采用分区域建设或者全区域分期建设两种方式。分区域建设遵循分片规划、分片勘测和分片实施的原则,按地理区域进行项目建设。分期建设采用部署热点由疏到密的原则,从城区中心等业务量需求较大区域开始,从以专网建设为主的前期逐步过渡到为企业、商户和居民提供接入服务的公共网络建设,逐步实现对整个新城的无线覆盖。城市无线Mesh网的建设,我们采用分期分片建设、建设与应用同步推进的总体思路。

2.1 组网技术

"安全可靠、应用广泛"是我们选择何种无线宽带技术的出发点,主要采用WiFi(802.11b和802.11g)标准,并使用MESH自动组网方式,同时采用WiMax(802.16d)标准,实现无线回传。随着技术的进一步发展,将分别逐步演进到802.11n和802.16e。

鉴于城市现有网络的建设基础,传输网络尽量采用现有的光纤资源,整个城市"无线城市"网以有线与无线,WiFi与WiMax技术相结合的方式组建,如图1所示。

2.2 网络架构

图2中涉及无线Mesh网的各种网元:

(1)无线接入点AP(Access Point)是集成了智能天线阵列、集成路由器、自适应路由选择和安全认证机制的智能化的无线AP。

(2)网络接入点路由器NAP-R(Network Access PointRouter)具有可伸缩性,实现弹性覆盖,可构成任意规模的信号覆盖。

(3)网络接入点NAP(Network Access Point)是结合IP路由功能(路由器或交换机)与无线AP的逻辑功能节点。每个住宅区接入网可以拥有一个或多个NAP,当采用多个NAP连接宽带骨干网时,可避免单个NAP失效对网络的影响,同时可增加社区接入网到宽带骨干网的业务吞吐量。

(4)网络运行支持系统NOSS(NetworkOperation Support System),无线Mesh网中提供整套NOSS方案,包括用户管理服务系统和一系列运行支持服务器系统(如FTP服务器、DHCP服务器、AAA服务器、OAM&P服务器等),实现对网络的运营与管理。

图2基于Mesh结构的骨干接入网(参见右栏)

2.3 IP核心网络设计

城市无线城市IP核心网络的设计目标是建立一个覆盖整个城区承载Wireless Mesh AP设备接入,以无所不在的无线信息网络平台支撑公共安全、物流应用、园区管理、应急联动、公共服务、商务旅游、生活学习等信息化应用形式,并可以支持VPN、视频监控、电子商务、Internet浏览、远程教育、在线影视和音乐、网络游戏等多种应用,它将是一个可以通过无线、有线的一体化网络系统为政府部门、商业用户、广大市民及游客提供多种服务的网络平台,城市无线城市IP核心网络将建成电信级的IP城域网,以其高可靠性、高带宽、高安全性、QoS保证等多个方面更好地从满足不同层次的用户对无线接入业务的需求。通过一个可靠、高性能的IP骨干网支撑的无线网络将使在城市工作、生活、旅游的人都能通过无线方式宽带上网,体会到无处不在、随时随地的信息服务,以高品位的商务、办公、生活和旅游环境吸引一流的企业和高素质的人才;政府社会管理和公共服务功能也将充分利用这个无线网络平台,实现普遍、灵活、快速的部署,为提升政府管理效率和服务水平、打造"平安城市"奠定基础。

城市无线城市的网络平台划分为三个逻辑功能区块:"政府用户服务平台"、"城市信息应用平台"、"个人用户服务平台",城市无线网络平台的三个逻辑功能区块可以如图3所示。

按照城市无线Mesh网路的总体规划,我们在第一期IP网的结构可按下述方案进行设计。

第一期IP骨干网的拓扑如图4所示。

网络分为5个部分,核心承载区、网管控制区、办公区、Internet区和服务器区。

2.4 频率规划

任何无线网络在规划设计时均需要进行频率规划,结合城市"无线城市"的业务需求和网络整体架构,在规划设计时要充分考虑信道间的干扰,可以采取以下的频率规划。

(1)分层覆盖。地面道路采用2.4GHz覆盖,实现WiF终端的接入;楼顶设置3.5GHz基站,对大范围的区域覆盖,实现视距和非视距的无线宽带接入和Mesh WiFi网络的骨干连接。

(2)综合组网。单个基站可装入多个频段的板卡,同时利用2.4GHz/5.8GHz(4.9GHz)/3.5GHz进行综合组网,节省建设成本;用户按需使用不同的频段,保证各类用户的安全性、服务质量(QoS)和方便性。

(3)公众业务。对安全性和服务质量的要求相对较低,方便性更重要,2.4GHz的Mesh WiFi网络是提供服务的最佳选择。如上网、收发邮件、观看视频、通话等等。

(4)政府业务。安全性要求高、服务质量要求一般的业务,使用5.8GHz(4.9GHz)的Mesh WiFi网络,实现专网专频段使用。如城市应急、网上政务、道路监控、城市管理等。安全性要求高、服务质量要求高的业务,使用3.5GHz的网络传送。如重要的政务内网、重要机构或事件的监控、重要专线、等等。

(5)AP频率规划。城市"无线城市"的无线宽带Mesh网络中,终端用户只要有支持802.11b/g的WLAN网卡或无线转换器,就可以使用2.4GHz的频段,通过802.11b/g协议与无线接入点AP连接。WLAN终端可以是最终用户自行购买的、支持INTEL公司迅驰标准的笔记本电脑;或者是普通的WLAN网卡;用户也可以购买无线转换器设备,在沿街道住宅内通过无线转换器所提供的高灵敏度接收装置来接收在街道上部署的无线AP信号。

3 结束语

以上总结了城市无线Mesh网络的规划方案,对城市无线Mesh网络建设具有一定的指导意义。

无线Mesh网的特有优势注定它有着美好的应用前景,"无线城市"概念及其实际应用,正在为现代化城市带来新的经济效益和社会效益,因而也越来越受到全球各城市管理者、技术界人士、投资方和市民各个阶层的关注。

摘要：本文对城市无线Mesh网络的规划进行了研究。围绕"无线城市,无限服务"的理念,借鉴国际各无线城市先行者的成功经验,在深入调研、科学分析、严格论证的基础上,对"无线城市"无线Mesh网络的规划原则、网络部署等方面进行深入的研究和分析,将如何构建一个健全、高效的无线Mesh网络为研究重点。