基于拉格朗日松弛算法的自动驾驶公交调度优化研究

为了解决公交实际运营出现的调度方式单一、车辆配合度较差、串车等问题，降低公交运行中人为因素的影响，提高公交系统的运营效率，提出一种考虑乘客动态需求的调度模型，采用自动驾驶环境下的公交运营方式，结合站点实际乘客需求调配车辆，实现了公交车辆利用程度最大和乘客总体等待时间最小的多目标优化。提出的自动驾驶公交调度方法，获取了乘客个体的实时出行需求，同时实现了对车头时距的调控。在模型求解方面，选取拉格朗日松弛算法，最终获得了多目标优化问题的精确解。以北京公交300路快车作为实际案例进行分析，从公交实际运营数据中提取多项参数作为模型的输入，通过拉格朗日松弛算法的求解，得到自动驾驶条件下公交运行时刻表、乘客等待时间、公交承载量、站点上车乘客人数等多项运营指标。通过与公交实际运营状态的对比，论证了采用自动驾驶公交对于改善公交运营现状的可行性。最后将优化结果与公交实际数据进行了对比分析。结果表明：自动驾驶车辆投入公交运营，能够缓解串车问题，同一线路上公交车的载客量分布更为均衡，在同一断面的客流与车头时距的不均衡程度均有所降低；同时高峰时段发车数量减少了20%，公交车的平均承载量提高了21.7%，车辆平均间隔缩短了29.9%。     

基于LightGBM模型的公交线路串车状态识别方法

同1条线路上相邻公交车辆由于受到道路等因素的影响，其实际车头时距与发车间隔相比显著缩短，导致相邻车辆在较短的时间内到达同1个公交站点即引发公交线路“串车运行”问题（即相邻公交车辆在实际运行中的车头时距与发车间隔相比显著缩短的现象）。辨识线路的串车状态（串车运行和非串车运行）是进一步提升城市公交车辆运营的稳定性的关键。提出了基于贝叶斯参数优化的LightGBM模型，并将其用以识别公交线路串车状态。从站点、运行、乘客、时间和天气这5个角度初步选取20个影响线路串车状态的关键因素，并采用Spearman相关性检验和方差膨胀因子诊断多重共线性。建立二元Logit模型进行影响因素分析。提取显著的影响因子，构建LightGBM模型用以识别线路串车状态，并分别采用贝叶斯优化与随机搜索优化对模型中用以确定模型属性和训练过程的超参数进行寻优。以西安市公交车辆行车数据为例进行模型的应用验证，对比2种参数寻优方法（贝叶斯优化与随机搜索优化）的效率，并将提出的LightGBM模型与XGBoost、随机森林（RF）、决策树模型（DT）和AdaBoost模型的识别精度进行对比。研究表明:上车乘客数、信号灯数量、近距商业区数量、近距内主路上行驶的距离（即车辆在近距离范围内在主道路上行驶过的距离）和拥堵延时指数对线路串车状态有显著影响。LightGBM模型的参数采用贝叶斯优化比采用随机搜索优化的准确率提高了1.31%。采用贝叶斯算法优化参数的LightGBM模型比采用随机搜索算法优化的准确率提高了1.31%。所提出的经贝叶斯优化的LightGBM模型正确识别公交线路串车状态（包括串车运行和非串车运行）的比率为82.89%，识别性能优于对比模型。      

车路协同环境下重叠线路公交车速诱导策略

为了防止公交车辆在线路重叠运行区间产生公交串车，在站点附近形成交通瓶颈，提出一种采用车速诱导策略来调整公交运行状态的动态调度模型。采用车路协同环境下的公交运营调度方式，结合各线路独自运行时的乘客需求和车辆车头时距规律，在避免重叠区站点公交串车的前提下，实现了各线路车辆最大程度地维持各自独立运行时车头时距的优化目标。提出的车路协同环境下的车速诱导调度策略，在引导各线路公交车辆间隔均匀地进入重叠区间后，根据乘客实时交通需求和道路交通状况，实现对车辆的实时调控。开发了一种启发式算法对车辆进入重叠区间的时刻进行求解，采用基于遗传算法的仿真过程求解了重叠区站点之间车辆的最佳运行速度，实现了重叠区间车辆动态调度过程。以哈尔滨市运行区间重叠的3条公交线路为实际案例进行仿真分析，对3条线路共计47辆公交车在重叠区12个站点之间的运行状况进行了优化调度。结果表明：采用提出的启发式算法进行调度后，车辆可以完全均匀地进入重叠区。通过对比采用动态调度优化前后的车辆运行状态发现，车辆串车现象由优化前的单站最多发生6次下降为0次，最大程度地实现了避免公交串车的目标。此外，车速诱导策略不仅避免了不同线路车辆在重叠区站点的串车现象，而且可以调整各线路上相邻两车之间的车头时距偏差，线路1的车头时距最大偏差从55%下降到了30%，线路2的车头时距最大偏差从25%下降到了13%，线路3的车头时距最大偏差从23%下降到了18%。     

基于站点群体聚集性客流的公交串车调度优化

为提升城市公交准点率、减少延误，解决车辆串车问题，研究基于站点群体聚集性客流的公交调度优化方法。以乘客出行意愿、乘车属性、到站规律等标识公交客流变化特征，以车辆载客限制、站点延误、到达率、下车率等描述串车形成场景。考虑准时性、客流需求、调控策略等约束，采用实时混合控制策略，实现车头时距偏差与乘客总行程时间最小的多目标优化。提出的公交串车调度方法，考虑到乘客到达率的不确定性，并通过调控公交车辆站点驻站时间以及路段平均行驶速度，可满足站点时段性群体聚集公交客流出行需求，防范潜在的公交串车。在模型求解上，考虑到双目标优化视角的差异性，运用超车规则对串车场景下的出站车辆重新排序，设计基于NSGA-II的求解算法，以拥挤距离标定序度关系，以精英策略获取新种群，改进交叉算子，并基于TOPSIS法对获取的Pareto解集择优。最后，以实际公交线路为例进行案例分析，结果表明：基于站点群体聚集性客流的公交串车优化调度模型，系统考虑了乘客乘车属性与车辆载客限制，能够输出最优的车辆滞站与车速调整方案，并且能运算得出车辆离站时间、车头时距偏差、准点率、乘客等待时间以及乘客行程时间等多项运营指标。优化前后对比表...     

A technical note on evaluating the effectiveness of bus rapid transit with transit signal priority

Transit Signal Priority (TSP) and Bus Rapid Transit (BRT) are innovative Intelligent Transportation System (ITS) tools that can reduce travel times for buses. Combining TSP and BRT can significantly improve bus travel, but can negatively impact network traffic operations. Although TSP has been implemented worldwide, few previous studies holistically examined the effects of using various conditional and unconditional TSP strategies with or without a BRT system. This research simulates multiple TSP and BRT combination scenarios to understand their impact on traffic operations, including crossing street traffic. A test bed along International Drive (I-Drive) in Orlando, Florida, was chosen as the simulation area. Field data collected for this test bed, which included traffic volumes, bus travel times, and traffic signal control data, were used to develop, calibrate, and validate the simulation model. Results showed that BRT with Conditional TSP 3 minutes behind significantly improved travel times, average speed, and average total delay per vehicle for the main through movements compared with no BRT or TSP, with only minor effects on crossing street delays. BRT with Unconditional TSP resulted in significant crossing street delays, especially at major intersections with high traffic demand, indicating that this scenario is impractical for implementation. The simulation suggests that BRT and TSP will be most effective when used in areas where crossing street volumes are low. However, it is unknown how these ITS tools affect pedestrian traffic. Using optimization methods can determine the best strategy to balance transit and pedestrian traffic.     

Energy management and design optimization for a series-parallel PHEV city bus

Series-parallel PHEV city buses combine the advantages of series and parallel configurations and have been used in China. However, the design and energy management of series-parallel PHEV city buses based on Chinese driving conditions still need to be investigated. In this paper, an equivalent consumption minimization strategy is provided to optimize energy management for series-parallel PHEV city buses, and the process of the equivalent consumption minimization strategy for series-parallel is presented in this paper. Compared with the validated rule-based energy control strategy, ECMS shows a fuel economy improvement of 8.2 % in the CBCD (Chinese Bus Driving Cycle). Based on the optimal energy management, a design for a generator motor in the series-parallel configuration has been processed. The fuel consumption has been shown to decrease, with an increase in generator power, because the system with the higher generator power can work at a higher efficiency in the series mode and operate the engine in the high efficiency area in the parallel mode. Besides, in terms of costof- ownership for a PHEV bus for lifetime of 8 years, although the high generator power will lead to high purchase cost for series-parallel PHEV bus, a series-parallel PHEV city bus with a generator of 100 kW maximum power will still show small advantage in cost-of-ownership, based on current motor price and natural gas price.     

宁波市常规公交运行特征分析

常规公交作为一体化城市公共交通体系的重要一环,其运行特征是影响乘客出行方式选择以及公交服务质量的重要因素,研究公交运行特征对于进一步增强公共交通的吸引力,提升公共交通服务质量、缓解交通拥堵等方面具有着重要作用。因此,基于公交GPS数据,对宁波市常规公交运行特征进行了分析,研究结果和建议为提升宁波市常规公交运行效率提供了有益参考。     

城市道路交叉口公交预信号控制方法及其应用研究

综述了公交预信号的国内外技术现状,提出城市道路交叉口公交预信号设置条件,给出了公交预置区车道布局方式,通过实验修正了公交专用候驶区长度计算模型,并给出了交叉口区域停车线、车道分布及公交优先检测器的布设。以上海市鲁班路复兴中路路口为应用对象,调查了公交预信号可实施条件,并计算了第二停车线设置位置,计算出车道灯先红先绿信号控制时间,论文基于PA-RAMICS仿真评估表明1 h内该路口公交车等待时间减少了28%,社会车辆平均等待时间增加了6%,达到公交信号优先的目的。     

关于公交车驾驶员安全驾驶视觉特性的分析

随着我国现代化的不断发展,城镇居民的生活水平不断提高,对各种交通工具的需求也在不断加大。同时,由于环境的逐渐恶化和人们环保意识的提高,越来越多人在出行时选择公交或者地铁等公共交通工具出行,因此,公交车驾驶的安全问题受到大家广泛关注。相关数据表明,驾驶员的违规驾驶是引起交通事故的重要原因,应从驾驶员的角度出发,分析公交车驾驶员安全与驾驶视觉特性的关系,有效保障公交车行驶的安全性。公交车驾驶员是驾驶行为的参与者,行驶过程中结合视觉信息操作驾驶行为。本文简要概述了驾驶员的视觉基本特性与疲劳驾驶、分心驾驶及驾驶经验对视觉特性的影响等方面,基于驾驶员的视觉特性影响因素进行研究和提出几点建议。     

城市“小精灵”——2014北京客车展城市公交接驳车型盘点

随着大城市公共交通体系的快速发展,主干线公交的作用愈显卓著,绿色低碳出行得到了切实有效的落地支持。不过,城市交通系统就像人体内的血管一样,＂大动脉＂是人们出行生活的根本,而连接社区与＂大动脉＂之间的＂毛细血管＂却能提高出行便利性,是提升人们对交通系统满意度的关键。因此,目前公交领域存在着一个非常具有发展潜力的细分市场一—从门口到车站、从车站到地铁等短途接驳车市场。2014北京客车展上,除本刊已经介绍过的福田欧辉BJ6650外,许多客车企业都针对该细分市场带来了自己的力作。     

“出口+校车”支撑客车销量上涨

据中国客车统计信息网统计,2012年3月,50家客车生产企业共销售各类客车1万9559辆,同比增长19.39％.2012年第1季度,累计销售客车5万1744辆,同比增长9.53％.其中,大型客车销量1万6811辆,同比增长11.98％,中型客车销售1万6054辆,同比增长12.97％,轻型客车销售1万8879辆,同比增长4.78％.总体来看,2012年第1季度客车市场的表现还是令人满意的,在2011年同期增长8.26％的基础上,2012年又有9.53％增幅,相对于汽车行业的其他细分领域而言,已经非常出色了.     

国标催生专业校车入市

据悉,从2011年5月起,北京市朝阳区在9所学校启动校车试点.相关负责人表示:此次朝阳区的校车试点采取公开招标的形式进行,从所有符合要求的校车运营企业中选择符合条件的进行公开招标,最终敲定的校车运营企业将与学校签署协议进行合作.     

黄海客车：4款产品彰显实力

2014北京客车展上,黄海客车重点展示了DD6821G01、DD6125CHEV1、DD6109PHEV1N和DD6930C01FX 4款创新产品,全面展示了其在新能源、燃气客车、校车以及城市支线公交领域的精耕细作。     

“解放”新能源客车:以实力,赢市场

一汽客车作为一汽集团自主体系的重要组成部分,2009年正式确立了以新能源客车为先导并不断完善全系列产品线的产品战略。一汽集团应国家"863"项目要求开发的具有完全自主知识产权的混合动力技术,先后成功在北京奥运专     

节能舞者——试驾福田欧辉BJ6123C7BTD国V LNG低地板公交车

近几年,我国燃气客车的发展提速,各地对燃气客车的需求量持续攀升,但同时很多用户对燃气客车的性能往往存在这样那样的疑虑. 《商用汽车》杂志记者日前试驾了福田欧辉BJ6123C7BTD国V LNG低地板公交车,其可靠的表现,不俗的实力应该可以驱散用户心中的种种疑虑.     

港湾式公交站点泊位数优化方法

为合理确定港湾式公交停靠站的泊位数,以实际公交站点交通观测数据为基础,从优化公交站点供需平衡的角度分析公交停靠需求与通行能力之间的关系,结合经典的通行能力计算模型,并在模型中添加港湾式公交出站变道造成的延误,建立单位时间内公交停靠需求大于站点通行能力的概率计算方法,在此基础上建立了港湾式公交站点泊位数优化方法.以武汉市中山大道长江二桥公交站点为例,根据站点运行情况将站点公交车排队溢出概率的上限值设定为15%,经计算得出该站点单位时间(1 min)的公交动态停靠需求大于站点通行能力的概率高于15%,通过调整泊位数提高站点通行能力后,通行能力满足公交停靠需求(p<15%),表明该方法能准确确定港湾式公交站点的泊位需求数,为港湾式公交站点泊位数设计提供依据.      

动静皆有型——申龙SLK6120K01双风挡大型豪华旅游客车试驾记

在大型客车方面,申龙客车的制造水平已基本位居于国内前列.针对国内目前日益升温的旅游客车市场,申龙推出了SLK6120K01双风挡大型豪华旅游客车,该款客车极尽体现其在旅游客车产品方面为驾乘人员带来的豪华感与舒适.     

客车电气系统的设计原则和安装要求

电子技术在客车上的应用越来越普及;客车的经济性、动力性和安全性使电气设计复杂化。本文从实践出发,探讨电气系统设计的原则和安装要求。     

Development and evaluation of bus lanes with intermittent and dynamic priority in connected vehicle environment

Exclusive bus lanes provide a very high level of priority for transit operations, especially for Bus Rapid Transit and Express service, but these lanes could be underutilized and be a source of extra capacity if they could be shared in an intelligent way. This article explores the benefits of providing intermittent priority, called bus lane with intermittent and dynamic priority, of these exclusive bus lanes. Intermittent and dynamic priority can be implemented by allowing vehicles to use the lane when Bus Rapid Transit or Express bus is not present. Drivers can be alerted when a bus is in the lane using either infrastructure-based signs, or in the future using infrastructure-to-vehicle, or connected vehicle communications. Some critical operating parameters for implementing bus lane with intermittent and dynamic priority system including clear distance, degree of saturation (volume-to-capacity ratio), connected vehicle penetration, and bus departure/headway frequency have been investigated in this paper.     

北京市公共汽车平均车速统计分析

通过对北京市多条公共交通路线公共汽车行驶车速的实测和统计，分析了公共汽车平均车速的影响因素，研究了平均车速的三种统计计算方法，确立加权平均车速法为最佳统计计算方法。对北京市公共汽车平均车速的在不同类型道路上分布的情况和统计分布规律进行了总结，提出北京市公共汽车平均车速分布遵循对数正态概率分布规律。为公共汽车及今后电动公共汽车车辆选型，运营方式确定及运营成本分析提供了科学依据。