城市外围非高峰时段多线路柔性公交协调调度研究

利用柔性公交灵活度高和成本低的优点,考虑公交线路交互对乘客出行选择的影响,提出了城市外围非高峰时段多线路柔性公交的协调调度。首先阐述了柔性公交的运营模式和适用条件以及柔性公交与定制公交的区别。其次分析了城市外围非高峰时段多线路柔性公交的协调调度问题,并给出了柔性公交协调调度的具体流程。接着以乘客的候车时间、乘客减少的步行时间、乘客增加的乘车时间、公交车的运营成本为指标,考虑常规乘客的候车时间约束和公交车响应预约请求时的综合效益约束,建立了多线路柔性公交协调调度的双层规划模型,其中上层模型以乘客的出行时间最少为目标,下层模型以公交的运营成本最低为目标。然后设计了遗传算法,对公交车响应预约站点时的车上乘客数量进行编码来求解该模型。最后以重庆市180路和396路公交为例设置了预约站点,并在4种预约比例下对多线路柔性公交的协调调度和单线调度进行了对比分析。结果表明:有多条柔性公交线路可响应预约站点时,进行协调调度可减少实时预约乘客的候车时间;有共同目的站点的乘客数量越多,进行多线路柔性公交协调调度时乘客整体减少的出行时间越多;预约站点所有乘客有共同目的站点时,进行多线路柔性公交协调调度能降低公交的运营成本。     

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%。     

基于满意度的公交车调度模型研究

城市公交调度水平的提高,有利于增强公交在城市交通系统中的竞争力。从乘客候车满意度和公交公司运营成本的角度分析了公交车调度问题,建立了以乘客候车满意度为目标的公交线路发车频率优化模型,实现了模型的求解算法,并通过仿真算例进行了实证研究。     

轨道共线段公交发车班次优化

新建轨道交通开通之后,轨道交通共线段内的常规公交客流发生转移,导致常规公交服务效率降低,而密集的常规公交线路对道路通行能力的影响不变。为提高轨道交通共线段常规公交运营效率,缓解道路交通拥堵问题,优化轨道交通共线段常规公交发车班次,以公交专用道的通行能力作为轨道交通共线段可通行常规公交车交通量的极限值和约束条件,提出一种对轨道交通共线段的常规公交发车班次优化方法。以最大化常规公交线路最小的高峰小时平均满载率为优化目标,以轨道交通共线段可通行常规公交车交通量、公交车高峰小时最大满载率和发车间隔为约束条件,构建单目标优化模型,采用单步贪心算法求解,得到轨道交通共线段需调整的常规公交线路发车班次调整优化方案,并通过算例对该模型进行验证。算例中对需调整的8条常规公交线路发车班次进行了优化,结果表明,通过调整8条常规公交线路共减少了33个班次的常规公交车数量,并得到了算例中城市相关路段常规公交线路发车班次调整方案。     

基于多目标优化的公交车调度问题的模型与算法

针对1条公交线路上的公交车调度方案,综合考虑公交公司和乘客的利益,利用多目标优化的方法建立了公交车调度的数学模型,给出了载客满意度函数和乘客等待时间满意度函数,采用了高性能的遗传优化算法对全天公交车运营的状况进行了数值模拟。仿真结果表明,选择采用将全天发车策略细分18个时段的模型,可得到最优的发车时刻策略。该模型可有效地改善公交车辆运营调度优化效果,提高公交车辆的运营效率,为城市公交车辆调度管理提供了合理、有效的调度方法。     

考虑出行时间窗的定制公交线路车辆调度方法

为提高定制公交系统的运行效率,研究了带乘客出行时间窗约束的多条定制公交线路车辆调度方法。给出了乘客出行站点合并方法,将公交车早到、晚到站点所造成的乘客损失转变为当量运营里程,以多辆公交车总运营里程最小为目标,考虑乘客的站点约束、公交车容量约束以及乘客的出行时间窗,建立了定制公交车辆调度优化模型。其次分析了乘客出行起点、终点对模型求解的影响,通过提出虚拟源站点,将多辆定制公交车的调度问题转换为多旅行商问题;基于后向推导原则设计贪心算法求得模型的可行解;之后基于遗传算法,采用自然数编码机制,将每个站点作为基因位,按照访问次序排列成染色体对应问题的解;最后给出了贪心算法和遗传算法的流程。在理论研究的基础上以定制公交线路为例对建模过程和模型的求解过程进行了阐述。研究结果表明：所建立的优化模型能够输出合理的多条定制公交线路车辆调度方案,不仅可以给出每辆定制公交的途经站点、运营里程,还可以给出每个站点的准点程度以及由于公交早到、晚到折算得到的当量运营里程;在求解算法质量方面,与可行解相比,相对最优解输出的方案能够使综合运营里程降低10.4%;模型求解时间为30.3 s,可以满足定制公交企业的实时性需求。     

可变线路式公交车辆调度优化模型

将可变线路式公交调度模型描述为混合整数规划问题,考虑公交公司运营成本和乘客出行费用,以系统成本最低为目标建立可变线路式公交调度模型.针对该调度模型的特点采用最近插入法构建初始解,并设计了相应的遗传算法对模型进行求解.通过数学仿真实验对该模型进行有效性验证,对比分析了可变线路式公交与常规公交在不同出行需求量下的性能指标.结果表明,该调度模型适用于可变线路式公交系统,随着出行需求的降低,可变线路式公交相比于常规公交的优势愈加明显.      

多目标公交车辆与司机调度问题元启发算法设计

公交车辆与司机调度问题是智慧公交管理中的核心问题之一。针对我国人车固定作业模式下,相关研究中成本考虑不周全、算法通用性差和算法测试不充分等局限,设计了1个多目标公交车辆与司机调度问题元启发算法。算法支持电动车辆调度,适用于单线或跨线运营管理,满足人车固定或人车分离的调度模式,也支持灵活的车辆与司机相关参数设置。算法顾及车辆停车间隔、电池充电、司机休息与就餐等约束条件,优化目标包括车辆固定成本、车辆行驶成本、司机固定成本和司机津贴成本。算法首先生成初始解、再迭代使用班次链算子改进当前解,并通过群解、扰动和可变邻域下降等策略改进解的质量。使用62个单线案例和11个跨线案例进行算法测试,验证了算法的性能,并比较了不同运营模式下调度结果的差异。结果表明,使用续航里程150 km电动车辆取代燃油车辆,单线运营车辆数量增幅为0.8%,跨线运营增幅为1.6%;与单线运营相比,跨线运营所需车辆和司机数量分别减少4.6%和2.4%;与燃油车辆人车固定调度模式相比,人车分离能显著减少所需车辆,单线运营减少3.6%,跨线运营减少1.8%,所需司机数量基本保持不变,但司机需要换车驾驶,平均约为2次。      

随机行程时间的电动公交调度模型

在低碳发展政策指引下，全国各地已开始普及电动公交。然而，由于电动公交车技术性能和运营环境的特点，如续驶里程、充电时长约束、随机路网环境等，为电动公交车辆和充电调度带来新的挑战。随机行程时间导致车次衔接中存在延误，由于连续车次任务的相依性，上游车次延误可能造成下游车次晚点，引发车次延误传播的“连锁反应”,致使车次和充电计划的风险承受能力变得非常脆弱，电动公交调度的效能无法得到充分释放。考虑电动公交调度问题中的车次延误传播效应，在分析随机行程时间对电动公交车次与充电计划影响的基础上，从单线调度到区域调度模式建立优化模型获得经济可靠的公交调度方案。首先，运用网络流模型描述电动公交调度过程，并引入马尔科夫过程刻画延误传播效应。在此基础上，计算期望等待时间、期望延误时间等服务质量指标并纳入到目标函数，建立混合整数线性规划模型。然后，运用多商品流模型，将单线调度模型拓展为通用的区域调度模型，设计“延误状态层”用以计算延误时间分布并提高计算效率。最后，以广州市的2条电动公交线路实际数据进行案例分析，调用商业求解器Gurobi获得精确解。结果表明：充电计划的最优时间窗间隔为40 min;在最优调度方案...     

基于全样本大数据的公交停靠站时间规律分析

为了更加全面地评价城市公交运行状况,提升乘客出行效率和公交运营效率,研究从城市公交停靠站时间与总行程时间相关关系的角度出发,研究了基于全样本大数据的公交停靠站时间规律分析方法.通过收集济南市公交行程时间的全样本大数据,在对公交行程时间和停靠站时间典型问题和异常数据预处理的基础上,计算不同公交班次的停靠站时间比例系数,构建了公交停靠站时间计算模型,分析了线路差异、驾驶员(车辆)差异、运行时段差异、行程时间差异等因素对比例系数的影响,并与江阴市的典型线路进行对比.研究结果表明,随着数据样本量的增加,公交停靠站时间比例系数会逐渐收敛至一个稳定值,且受到线路、时间、驾驶员等因素的影响较小,具有较强的可靠性和适用性,并提出城市公交系统的公交停靠站时间比例系数的建议取值为0.25.      

基于ITS体系框架的公交智能运营调度系统功能设计

本文首先介绍了公交智能运营调度系统用户主体,提出了系统用户服务内容。然后构建了系统逻辑框架,用来描述系统所包含的功能模块及其关系。详细设计了公交车辆智能调度、乘客信息服务、司售人员考勤管理、运营分析与清算4大功能内容。本文的研究成果将为公交智能运营调度系统相关的设计工作提供支持。     

基于多目标优化与遗传算法的公交调度模型

结合地区公交现状制定合理的公交调度机制,对于公共交通发展有着重要的现实意义和指导价值。本文以公交公司运营成本和乘客出行成本最小化为目标函数,考虑车辆核载、出行时间等约束条件建立多目标优化函数,构建城市公交调度模型。然后采用遗传算法进行求解,并以黄骅市6路公交进行模型检验。研究表明,优化后的公交调度机制能够有效降低公交公司的运营成本和乘客出行的时间成本。     

烟台公交集团公交运营调度管理中存在的问题及对策研究

烟台经济飞快发展,城市人口不断增加,市民对公共出行的需求和要求也不断增加,等车难、乘车慢、出行难等问题日益突出。公交运营调度管理是公交企业的管理核心,有效的调度管理可以最大限度地发挥现有资源的服务水平。文中针对烟台公交公司在运营调度方面存在的基础设施薄弱、交通分担率低、科技含量低等问题,从完善基础设施、加大科技投入、发展智能交通运营调度系统和应用按里程收费的刷卡制等方面提出了改进公交运营调度管理的对策。     

基于实时需求的夜间城市公交柔性调度研究

夜间的出行者分布不集中,出行密度随机性较大,容易出现空车运行的现象,所以,受出行需求和运营成本的限制,夜间公交的运营管理不能只简单延长日间线路的运行时间。因此,基于夜间公交此种特性,提出夜间公交实行基于实时需求的柔性调度。首先对柔性调度的种类和实时信息的采集方式进行分析对比,设计柔性调度的系统框架图;然后提出通过手机短信的方式采集夜间公交的出行需求;接着综合考虑夜间公交服务水平和运营成本2个因素建立多目标优化模型,进而列举了基于遗传算法的多目标模型求解思路和方法,并通过算例进行了对比分析。     

基于多目标模型的城市公交越站调度研究

作为优先发展的交通方式,公共交通以其运量大、运输成本低和节能环保的优势广受青睐。然而,准点率低、乘客候车时间及运输时间过长等问题使其对于乘客的吸引力难以提高。因此,为优化公交调度、降低公交系统运营成本、提升服务水平和工作效率,对平峰时段单向行驶的某一线路公交车的停靠与越站优化问题进行研究。以公交车是否在站台停靠为决策变量,建立了以最小化停靠成本、乘客在站候车时间、被越站站点的乘客额外候车时间及车辆在站停靠时间为目标的城市公交越站调度的多目标优化模型,在MATLAB软件中使用改进的遗传算法进行求解,选取了广州市126路公交为实例进行计算以验证方法可行性,并进行了各目标权重的灵敏度分析。最终得到的公交越站调度方案可达到10%的优化效果,且最大权重目标为乘客站点候车时间。故该模型具有一定实用性和可操作性。     

设置间歇式公交专用道的道路路段通行能力

为了计算设置间歇式公交专用道的路段通行能力,在介绍间歇式公交专用道系统的基础上,应用移动瓶颈理论对路段通行能力进行了研究,给出了通行能力的计算公式;然后构建了设置间歇式公交专用道前后双车道元胞自动机交通流模型,对比了公式计算与模型模拟的结果。研究结果表明：通行能力随公交车运营车速的降低而下降;只有当发车间隔大于集结流的集结消散时间时,公交车的发车间隔才会影响路段的通行能力,此时通行能力随发车间隔的增大而增加。     

美国混合动力城市客车示范运营

对美国的混合动力公交车示范运营及其节能环保效应进行了详细说明,为混合动力公交评价研究及我国混合动力公交车示范运营提供参考。随着重型混合动力技术的不断成熟及混合动力公交车成本的不断降低,混合动力公交车必将实现产业化,同时也将推动混合动力技术在轿车及其他车型上的运用。     

疲劳驾驶警示系统在公交车的应用探讨

公交车驾驶员由于其工作环境恶劣,劳动强度大,连续工作时间长,特别容易疲劳。疲劳驾驶是公交运营的一个重大安全隐患。疲劳驾驶警示系统能够及时检测出驾驶员的疲劳状态,主动警示驾驶员,防止其在驾驶过程进入睡眠状态,避免或减少事故的发生。目前推广的公交视频监控系统缺乏疲劳驾驶自动警示功能,如果能在监控系统中集成疲劳驾驶警示系统,在增加少量成本的情况下,可以更好的提高公交运营的安全性。     

面向公共交通的电动自动驾驶模块车调度优化

基于模块车的公交运输系统具备可伸缩的载客能力,能够满足复杂多变的出行需求.因此,在公共交通领域开始得到广泛关注.为理解模块车系统的资金预算、运营模式、充电参数、乘客单位等待时间价值等因素对运营成本与服务水平的影响,提出面向公共交通的电动模块车宏观网络调度模型;并以直达公交网络为建模对象,按照模块车的运营模式,将模型分为...     

公交线路发车频率优化模型

公交运营调度是整个公交企业管理业务的核心。提高我国城市公交的运营调度水平,是改善城市公交服务质量、提高公交吸引力的重要途径。本文分别从公交乘客利益和公交企业利益角度分析了公交线路调度问题,建立了以企业效益满意程度最高、乘客等待抱怨程度最低、乘客拥挤抱怨程度最低为目标的公交车辆发车频率的多目标优化模型,兼顾了乘客和企业经营者双方利益。进一步结合南京市公交调查数据进行了优化计算,证明模型具有较强的实用性。