多区域通勤定制公交线路规划模型及求解算法

“定制公交”作为一种基于需求响应的公交服务模式，被认为能够有效吸引城市居民转向公共交通出行.通勤类型作为定制公交服务中的一种重要形式，其线路设计问题具有现实意义.首先，本文在已有理论的基础上，构建了多区域运营模式的通勤定制公交线路规划模型，该模型以最小化乘客出行成本、车辆运营成本为优化目标.其次，为求解模型，设计了一个两阶段启发式算法以获得多目标优化模型的Pareto解.最后，通过几组算例对模型进行了验证.结果表明，本文所提出的方法可根据优化目标提供多种线路方案集，丰富了定制公交的运营模式，为定制公交的线路规划提供了依据.     

考虑多路径选择的定制电动公交线路优化

为提高定制电动公交系统运营效率,本文探讨了考虑多路径选择的定制电动公交线路优化问题。首先,构建描述该问题的混合整数规划模型,以实现线路与路径的双重决策优化。模型以运营总收益最大化为目标,在约束中考虑定制电动公交特性,如车容量,乘客出行时间窗,续航里程,访问站点数等。其次,为求解模型,设计新的自适应大邻域搜索算法,提出相应的初始解生成规则和邻域搜索算子,并通过算例验证算法的有效性。最后,基于实际路网及乘客出行时空需求进行实证分析,验证多路径选择可进一步优化定制电动公交线路。结果表明,本文方法可根据优化目标为运营者提供多种线路运行方案,为定制电动公交线路规划提供依据。     

共享单车影响下接驳公交线路设计与车辆配置方法

针对轨道交通的“第一/最后一公里”问题,接驳公交和共享单车是通勤用户最常选择的两种公共交通方式。为理解共享单车对接驳公交出行需求和线路设计等规划运营方面的影响,提出供需交互状态下的接驳公交线路设计与车辆配置模型。需求端考虑出行时间和出行费用,基于用户在共享单车和接驳公交之间的模式选择行为,动态计算接驳公交实际出行需求;供应端考虑车辆容量、数量和流平衡约束,以最小化公交运营成本和用户出行成本之和为目标,建立混合整数非线性规划模型,优化接驳公交线路设计及车辆配置。模型采用拉格朗日松弛算法进行求解。该方法应用于北京市回龙观地铁站周边出行小区接驳公交线路设计,公交及单车出行需求采用真实的IC卡数据,以及摩拜单车骑行数据,站点间行驶时长采用高德驾车路径规划API(Application Programming Interface)数据。实验结果表明,车辆总数为10,线路数量为2时,考虑共享单车影响的接驳公交规划模型相较于只考虑单一模式可以有效避免规划需求误差。此时,各站点到地铁站的平均运行时间是15.58 min,乘客平均等待时间是3.35 min;在线路数量为4时,各站点到地铁站的平均运行时间...     

基于遗传算法的公交线路发车间隔优化

为优化公交企业运营管理,提出基于遗传算法的公交线路发车间隔优化方法。通过对公交线路发车间隔进行优化,平衡公交企业运营成本和乘客出行成本。以公交企业运营成本及乘客等车时间成本最低为目标,通过加权求和设定目标函数;考虑乘客舒适度、公交线路车辆满载率以及政府部门规定的最大最小发车间隔等因素,针对客流的高峰和平峰时段,建立相关约束条件;以郑州市60号公交线路为例,利用遗传算法对发车间隔优化模型进行了求解,得到了各时段的公交发车间隔,并将优化前成本与优化后成本进行比较,有效降低18%～26%的线路总成本。     

面向通勤需求的定制公交线路规划研究

定制公交线路规划问题主要涉及设计车辆路线以满足散布在一定地理区域的交通需求,目标是在满足运输要求的同时最小化成本。针对定制公交线路规划问题,建立了以运营成本最小为目标的线路规划模型,并运用lingo软件进行求解。最后以虚拟乘客出行需求数据作为案例,进行定制公交线路规划研究,检验建立的模型与算法的合理性及有效性。     

基于综合成本优化的公交多模式站点停靠方法

为提高公交运营质量,基于综合成本优化研究公交多模式站点停靠方法,首先考虑公交通行能力、客流关系、时间关系、发车间隔和满载率等约束条件,分析停站模式的影响因素及定量化表示;其次建立以乘客出行成本和公交运营成本最低为目标的参数优化模型;最后设计基于遗传算法的求解算法并给出算例。利用实际案例对模型进行求解和验证,结果表明:高峰小时采用多模式站点停靠方法后,乘客出行和公交运营综合成本较未优化前降低51.1%。     

突发公共卫生事件下应急定制公交线路优化

考虑突发公共卫生事件下的疫情防控要求, 构建了一种应急定制公交线路优化方法; 对城市中已经封闭的小区和路段进行筛查, 并将这些小区和路段设置为应急定制公交禁行区域; 以所有应急定制公交总运行时长最短为目标, 以乘客上座率不超过安全阈值为约束, 同时考虑供需匹配, 构建了突发公共卫生事件下应急定制公交线路优化模型; 设计了遗传算法来求解该模型, 采用三段式混合编码方式进行染色体编码, 3段染色体分别由定制公交停车场编号、上车站点编号和下车站点编号组成, 运用贪婪策略解码染色体; 采用模拟案例验证了模型与算法的可行性, 并将优化结果与正常情况下基于相同客运任务的定制公交线路优化方案进行了对比。研究结果表明: 在完成相同客运任务的情况下, 应急定制公交线路所需车辆数比正常情况下多2辆, 车辆的总运行时长也比正常情况下增加6.997 h; 正常情况下的定制公交线路优化模型不能直接用于突发公共卫生事件场景, 针对应急场景构建的定制公交线路优化模型与算法能从众多备选方案中快速计算得到优化方案, 不仅能满足防疫要求, 还能满足人们的出行需求。      

沈阳“定制公交网”近日上线

沈阳“定制公交”网站将于近日正式上线,公开向市民征求预定的公交线路,并根据市民建议尽快开通相关线路。届时,沈阳市民就可以乘坐出行地点、出行时间“自己说了算”的定制公交。 沈阳“定圳公交”根据需求和客流情况设计出公交线路,是一种为相同出行地点、出行时间和目的地的出行需求人群量身定制的公共交通服务。     

低客流公交运营模式优化方法

为解决低客流传统公交线路运营效率低的问题,考虑低客流公交线路客流时空特性,提出了采用传统公交与需求响应公交(demand response transit, DRT)相结合的组合运营模式：全时段传统公交模式(M1)、分时段传统公交+DRT模式(M2)全时段DRT模式(M3)的优化思路。分析了不同运营模式的要素,考虑乘客空间、时间特征,构建基于三维时空聚类的站点规划模型;考虑车辆行驶成本、乘客时间成本,以总班次运营成本最小为目标,构建了带有时间窗的灵活型DRT线路与调度规划模型,运用遗传算法进行求解。以北京市某公交线路进行仿真实证,仿真结果表明：M2相比M1、M3分别降低了9.0%、23.0%的运营成本。研究可针对低客流公共交通服务的运营方案制定与优化提供技术参考。     

定制公交线网动态规划方法研究

定制公交是一种新兴的交通运输方式,对于呼吁公共出行、缓解交通压力具有重大意义。对定制公交的站点时空规划、线网优化、APP的开发进行了研究。基于移动互联收集乘客人信息,采用层次聚类法对交通小区进行划分,采用遗传算法对线路进行优化,最后开发APP进行公交与乘客的交互,反馈公交信息,根据乘客提交的出行时间及地点需求,为乘客定制一条公交线路。     

考虑乘客出行体验的需求响应式公交规划

作为传统公交车的有力补充,需求响应式公交的出现为人们提供了解决问题的新思路,它能够即时采集乘客出行需求信息,确定走行路线,提供个性化定制服务。但自需求响应式公交运营以来,步行距离长、候车时间久等问题也日益凸显,极大地影响了乘客的出行体验。文章充分考虑乘客的步行距离及等待时间成本,基于DBSCAN算法、K-means算法,就需求响应式公交合乘站点布设问题进行研究,采用启发式插入算法对建立的软时间窗、多车队模型进行求解。可以实现对具有时间窗空间分散点的聚类及路径规划,对优化需求响应式公交的乘客出行体验,提高车辆上座率具有重要意义。     

互联网定制公交的网络调度模型及其求解算法

针对互联网定制公交服务模式中存在的路线规划不合理、缺乏成熟的通用模型等问题,本文首先采用K-mean算法对居民的实时出行需求进行聚类,在此基础上构建了面向互联网定制公交,以最大需求服务率和最小费用为双层目标,以最大载客量和乘客时间阈值等因素为约束条件的动态网络调度模型,进而针对模型的快速求解设计了基于Hadoop平台的并行蚁群算法.以广州市为例,对模型与算法的有效性、实时性进行检验,结果表明,所提出模型和算法可应用于实际互联网定制公交业务中,对推进"互联网+交通运输"具有积极的意义.     

面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型

在已知乘客需求量、车辆载客容量和站点间行程时间的条件下,将车辆的运行时间和乘客出行时间最小化作为目标,构建面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型. 该模型采用引力模型进行车辆路径初始化,采用启发式算法对车辆路径进行最优化求解. 根据仿真案例结果发现,在乘客需求分布存在较大差异和不确定性时,模型仍能满足所有乘客需求,且车辆总行程耗时较为稳定,系统进行路径优化计算耗时较小,验证了模型及算法的实用性. 研究结果表明,面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型能够最大程度满足乘客需求,并在企业成本、乘客时间成本与需求响应方面达到最大平衡,在实际交通中具有重要意义.     

面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型

在已知乘客需求量、车辆载客容量和站点间行程时间的条件下,将车辆的运行时间和乘客出行时间最小化作为目标,构建面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型. 该模型采用引力模型进行车辆路径初始化,采用启发式算法对车辆路径进行最优化求解. 根据仿真案例结果发现,在乘客需求分布存在较大差异和不确定性时,模型仍能满足所有乘客需求,且车辆总行程耗时较为稳定,系统进行路径优化计算耗时较小,验证了模型及算法的实用性. 研究结果表明,面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型能够最大程度满足乘客需求,并在企业成本、乘客时间成本与需求响应方面达到最大平衡,在实际交通中具有重要意义.     

基于可靠性最短路的实时定制公交线路优化研究

为实时优化定制公交线路，提出一种基于可靠性最短路的线路优化方法，在复杂的交通环境中，可以高效的将乘客送达目的地. 对可靠性最短路进行问题描述，建立可靠性时空网络；给出求解可靠性最短路的算法步骤，构建乘客和定制公交运营商总成本最小的目标函数，采用禁忌搜索算法对问题进行求解；最后，以某市定制公交路网进行实例分析. 结果表明：与最短路线路方案比较，所提方法更接近于实际运营；在高峰时段，交通拥堵的情况下，所提方法可以提高车辆的可靠性，提升定制公交线路的服务水平.     

基于可靠性最短路的实时定制公交线路优化研究

为实时优化定制公交线路，提出一种基于可靠性最短路的线路优化方法，在复杂的交通环境中，可以高效的将乘客送达目的地. 对可靠性最短路进行问题描述，建立可靠性时空网络；给出求解可靠性最短路的算法步骤，构建乘客和定制公交运营商总成本最小的目标函数，采用禁忌搜索算法对问题进行求解；最后，以某市定制公交路网进行实例分析. 结果表明：与最短路线路方案比较，所提方法更接近于实际运营；在高峰时段，交通拥堵的情况下，所提方法可以提高车辆的可靠性，提升定制公交线路的服务水平.     

考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化

车辆到站时间的不准时性严重影响着需求响应型公交的服务水平和乘客选择公共交通的出行意愿，因此，本文对考虑车辆随机到站时间的动态需求响应型接驳公交线路优化问题进行研究。以运营商成本、乘客乘车时间成本、乘客等待时间成本组成的系统总成本最小为目标建立数学模型，通过优化车辆路径寻求系统总成本最优的需求响应型接驳公交服务方案，其创新之处在于，在服务过程中允许乘客提交实时出行需求；定义车辆到站时间服从已知分布以描述其随机性。提出一种遗传算法和邻域搜索相结合的启发式算法对模型进行求解，该算法融合了遗传算法的全局搜索优势和邻域搜索的局部搜索能力，通过算例测试分析对本文算法的有效性及先进性进行验证。最后，基于西安市延平门地铁站设计数值实验，结果表明，考虑车辆随机到站时间可以在一定程度上减少乘客时间成本和系统总成本。