公共交通作为市民最主要的出行方式,由于其线路复杂,乘客在出行过程中很难避免换乘,且乘客的出行路线不唯一,因此选择合适不同乘客的公交换乘方案可以提高人们的出行质量,缓解交通压力。传统的数学方法将交通流近似为流体来研究,然而实际情况中交通流经常出现的间断性与流体的连续性存在差异。用数学模型来描述公交系统微观层次的细节存在局限性,离散的仿真技术作为一种重要的研究手段可以有效避免这一缺陷。在此背景下,本文采用仿真技术研究公交系统,建立多线路的公交仿真系统,并且在仿真系统中模拟了乘客的换乘偏好。主要内容包括:第一,对公交仿真系统中的换乘机制进行了设计。通过对乘客出行属性和乘客心理的研究可以看出主要影响乘客对换乘偏好的选择的因素有乘客年龄、性别、收入水平、途中时间、准点要求、舒适度要求、等车时间及票价等。根据这些因素建立Logit模型并求出不同换乘方式的乘客分担率,在公交仿真系统中按照此分担率产生选择不同换乘方式的乘客。在进行公交系统的仿真之前,需先对实际公交系统的对象与Flexsim中的实体的映射关系进行分析,并进行了解多线路公交仿真系统的基本框架构建。第二,通过嵌入换乘算法,在仿真模型中提供了换乘次数、出行时间和步行衔接三种换乘偏好。本文的算法先通过遍历的方法找出所有的可行路径,再根据换乘次数或出行时间选出符合条件的可行路径,若可行路径不唯一,那么换乘次数和出行时间将互为第二约束。步行衔接的换乘算法是在换乘次数最少的算法基础上扩大搜索范围得到。第三,基于Flexsim面向对象的离散仿真技术,建立一个多线路公交系统的仿真模型。该模型包括多条相互交叉的公交线路。其中,相交的线路需要经过同一个交叉路口,除了在同一条线路上的车辆相互影响以外,线路和线路之间也是相互影响的。由于交叉路口的不同方向通行具有互斥性,一个方向上的车辆运行,另一个方向的车辆必须停止等候。因此交叉路口给公交系统的运行引入了非线性的因素,使得公交仿真系统更加逼近现实。本模型能实现在GUI人机交互界面进行公交车辆的手动发车,车辆按线路行驶,到站停靠,接送乘客,到终点停车,以及十字路口的交通灯等基本功能。为了简化仿真过程,将不同的公交功能模块封装起来,实现了仿真的模块化。