城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

城轨运营中断下应急公交车辆调度模型

随着城市轨道交通运营网络规模扩大和客流迅速增长,运营中断下公交应急联动问题日益被重视.针对城轨运营中断下的公交桥接疏运问题,提出一种灵活调度策略,允许车辆服务于不同的桥接路径,以最小化总疏散时间和平均乘客延误为目标,建立基于灵活路径模式下的多目标应急公交车辆调度模型,使用理想点法和遗传算法进行求解,并进行实例验证.对比传统固定路径车辆调度方案,基于灵活路径的车辆调度方案使总疏散时间和平均乘客延误分别减少了 4.2%和 4.4%.结果表明,本文提出的模型能够提高公交应急桥接疏运效率、降低乘客延误.     

单线纯电动公交车辆柔性调度优化

为解决纯电动公交车因充电错过最佳接续发车班次使公交车数量增加的问题，以公交车辆运营总成本最小为目标，构建允许存在误时发车的纯电动公交车辆柔性调度优化模型，通过最大可能地增加一辆公交车可执行班次的数量，减少车辆使用数量及运营成本. 设计遗传算法求解模型，为提高求解效率，将时刻表按班次发车顺序进行排序，以减少染色体数量. 数值实验结果表明：与纯电动公交车辆刚性调度相比，柔性调度能够极大地减少车辆使用数量；误时上限的取值对公交运营成本影响较大.     

多车型纯电动公交车使用下的混合车队替换优化

针对不同能源公交车辆的运营特性差异,考虑城市公交电动化率限制和不同能源车辆间的替换率,以降低公交车队运营管理成本为优化目标,研究多车型纯电动公交车可供选择使用下的混合车队替换决策问题,以确定最佳车队替换计划。考虑规划期为10年,以青岛市公交系统为实例进行数值分析。结果表明：车型选择对车队替换计划和运营成本有显著影响,与单一纯电动公交车型比较,多车型的使用能够极大地降低运营成本;燃油公交车和纯电动公交车组成的混合车队,比燃油和电能混合驱动的公交车,在运营管理中更具经济性;在任意公交电动化率目标下,小型纯电动公交车投入量应明显高于大型纯电动公交车投入量;当公交电动化率小于一定阀值时,不推荐投入大型纯电动公交车使用。本文研究成果将为城市公交车队运营管理决策提供依据。     

基于改进遗传算法并考虑尾气排放的公交组合调度

为在提升公交运行效率和服务水平的同时减小其对环境的负面影响,针对公交单线路单向客流差异较大以及双向客流不均衡的现象,建立以乘客时间总成本、公交车运行总成本与尾气排放成本之和最小为目标的跳站与区间车组合调度模型。考虑公交停靠方案与发车频率在优化过程中的重要性差异,提出一种概率随迭代次数变化的动态概率遗传算法,对最佳停靠方案与发车频率进行求解。通过算例分析得出:该公交组合调度方案的总成本比单一全程车调度方案节省4.49%,虽然乘客时间总成本上升了5.04%,但公交运行总成本下降了7.12%,尾气排放成本下降了8.22%;提出的动态概率遗传算法的求解时间小于2min,表明此算法适用于求解有明显主次影响关系的多要素优化问题。     

车路协同环境下公交车队引导控制模型构建

针对多辆公交车排队进站易造成停靠站拥挤、混乱与滞留的现实情况,提出基于车路协调环境下面向进站前的公交车队车速引导方法,给出公交车队控制的定义,构建车队车辆次序优化策略,建立引导车速计算模型及调整流程。同时,构建基于VISSIM及COM接口二次开发的仿真实验系统平台对引导方法进行验证及评价。结果显示,基于车路协同环境的公交车队引导控制模型可有效减少多辆公交车辆排队依次进站时在公交停靠站的停靠平均延误15.6%,提高公交车辆进出站有序性和运营效率。     

常规公交上下客预知系统设计方法

为了提高公交运营效率与候车乘客的安全性,考虑了节约成本与方便实施的原则,从常规公交车上下客预知系统设置的概念出发,分析了公交预知系统的效益,提出了基于候车乘客发出信息与驾驶员接收信息过程的预知系统设计思路,给出了预知系统信息发布半径的确定方法,研究了实现预知系统功能的设置方法。实际应用表明:在系统设置后,公交车经过公交站点时,平均运行效率提高了43.1人·s,总体效益提高明显,系统应用性强。     

多换乘站多车场响应型接驳公交的协调优化

为提高响应型接驳公交系统的运行效率,针对具有多个换乘站、多个车场的响应型接驳公交系统,提出了多换乘站多车场协同运营、车辆路径与调度协调设计的思路.同时考虑预约需求和实时需求,构建了响应型接驳公交多换乘站多车场地协同运行车辆路径与调度协调的二阶段模型,设计了多染色体遗传算法.计算结果表明:在给定的混合需求下,与独立运营相比,协同运营模式的总费用降低了14.4％,运行时间减少了24.2％,发车次数减少了3次;增加小车型占50％时,独立运营和协同运营的系统总费用分别降低了7.3％和7.5％.     

基于公交客流不均衡性的调度分析

为提高公交运营的服务效率,考虑公交站点乘客需求集中性,以公交的发车间隔、满载率作为约束条件,建立以乘客出行时间成本和公司运营成本最小为目标的公交组合调度模型,并通过遗传算法求解。计算结果表明:单一调度模式中全程车的发车间隔为5 min;组合调度模式中全程车发车间隔为3 min,大站快车为10 min。通过对比这2种模式下的乘客出行与公司运营的总成本,组合调度可节省23.1%的成本,实施组合调度能有效降低系统总成本,提高公交服务水平。     

基于深度强化学习的综合干线协调控制方法

针对社会车辆和专用道公交干线运行特性差异大、协调控制效果差的问题，提出一种集成社会车辆干线协调控制和公交干线优先控制的综合干线协调控制方法。首先，基于两者路段行程时间的分布差异，结合公交车辆上下游路口不停车通行概率分析，确定干线协调的关联交通状态和对应信号调整策略；然后，结合信号调整策略对车辆延误损失和公交优先收益的量化分析确定奖惩机制；最后，提出一种深度强化学习框架用于最佳信号调整策略的实时求解。仿真实验分析发现：本文方法在人均延误上比社会车辆干线协调、公交干线协调控制分别提升 38.63%和 27.43%，在公交停车次数上比社会车辆干线协调提升52.17%，证明该方法能够有效提高公交车辆和社会车辆的通行效率。     

基于Vissim的城市公交专用道设置研究

分析公交车对交通流的影响因素,以兰州市某主干道为例,在社会其他车辆交通量不变,公交车比例不断增加的情况下,分别仿真在该条道路上设置公交专用道和不设置公交专用道2种情况,分析平均总延误、平均停车时间、平均停车次数、平均排队长等参数的变化。仿真结果表明：在其他社会车辆交通量不变的情况下,当公交车交通量达到300veh／h时,可以考虑设置公交专用道。     

公交线路配车问题的不确定双层规划模型

为合理优化公交线路配车，考虑现实中公交站点乘客数量不确定性因素，引入不确定理论构建公交线路配车的不确定双层规划模型. 上层目标为公交运营企业的收益最大化，下层目标为乘客出行时间和费用总成本最小，约束条件是政府要求的服务水平、乘车率，通过 MATLAB进行编程求解. 以南昌市210 路公交为例，利用所构建的不确定双层规划模型对早高峰07:00-08:00 配车进行优化，在给定80%乘车率的约束条件下，单方向配车数量由26 辆减少到23 辆，减少11.5%；优化后高峰小时乘客总加权成本相比优化前小幅增加0.5%，基本持平；高峰小时该线路的利润比优化前增加了112 元，提高29.6%. 结果显示，利用所构建模型优化早高峰小时线路配车效果明显. 该研究为公交运营者考虑现实中不确定因素更合理地优化线路配车提供了理论支持.     

锯齿形公交优先进口道的设置方法

为减少公交延误,发挥锯齿形公交优先进口道作用,分析了公交优先进口道的工作流程、车辆到达流量、通行能力、预信号区使用条件,提出了将锯齿形公交优先进口道车辆到达流量与通行能力匹配的优化模型与设置方法,建立了锯齿形公交优先进口道设置适宜的交通条件,提出了进口道主信号与预信号协调配时,与车辆流量适宜的候驶区长度确定的方法,计算了公交优先进口道设置前后公交车辆与社会车辆的延误。发现给定条件的城市主干道公交进口道优先可以使公交车的平均延误减少3．7S,社会车辆平均延误增加1．4S,所有乘客平均延误减少2．4S。     

信号交叉口预信号设置条件研究

在信号交叉口设置预信号可以实现公交车辆在社会车辆之前排队,当主信号绿灯启亮后公交车辆优先通过交叉口。然而,设置预信号在减少公交车辆延误的同时,会增加社会车辆延误,因此预信号设置时需要满足一定条件才能取得理想效果。本文从车道数量、车道利用率及人总延误三方面研究设置预信号需要满足的条件。首先介绍设置预信号交叉口的布局型式,然后介绍进口道设置预信号前后的延误计算方法,最后分析预信号设置条件。研究表明：在进口道有两条直行车道处设置预信号,当车道利用率不均衡系数在0．5-1．7范围内、公交比例大于0．3、车道饱和度大于0．40时设置预信号能显著减少交叉口延误并且对社会车辆影响较小。     

基于类锚虚拟线圈的多流向车流量检测算法

针对城市道路车流量检测中车辆误分类问题,提出一种基于类锚虚拟线圈的多流向车流量检测算法。首先,采集车辆图像样本并随机裁剪以构建小客车、公交车和摩托车的均衡数据集,通过 DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法聚类获得 3 类车型的高度、宽度尺寸,以此校正场景车辆识别线圈尺寸,布设物体检测线圈与组合车辆识别线圈;其次,基于均衡数据集训练ResNet18卷积神经网络完成车辆类型判断;最后,采用改进的核相关滤波器追踪算法追踪车辆轨迹,通过计数线完成多流向车流量检测。验证分析表明：对单向车流,高峰、平峰正检率均值提升了5.09%、4.57%,误检率均值降低了5.31%、2.35%;多向车流中,直行车流的高峰、平峰正计率提升了 5.01%、5.99%,左转车流的高峰、平峰正计率提升了 4.29%、 4.56%。     

基于乘客到站率的公交发车频率优化

常规公共交通是城市居民出行的基本交通方式之一,为保障公交出行效率和降低运营成本,有必要对公交车辆的运营调度进行量化分析和系统研究。文中以居民出行和公交公司运营两者总成本最小为目标,提出了基于乘客到站率的多目标公交发车频率优化模型,以实现乘客和运营者双方的利益最大化。利用乘客到站率函数计算乘客的等车时间,使得模型在优化计算中具有更加趋近真实的等车时间;考虑到遗传算法良好的收敛性,以及发车频率易于二进制化编码的特征,文中设计相应的遗传算法对上述模型进行求解;以常州市B1路公交车线路高峰时段为例进行求解,得到最优发车频率为13.9,与三类经典发车频率确定方法进行对比分析,结果显示该模型的总成本相较于其他三种方法分别降低18.1%、1.5%、1.2%。以上研究结论表明,研究提出的发车频率模型通过协调乘客的等车时间成本、车内拥挤成本与公交运营的车辆购置成本、燃油成本,能够有效减少公交出行的整体成本。     

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信号周期是交通控制的主要参数之一,也是影响交叉口公交车辆延误的主要因素.本文提出考虑在线优先需求的离线信号周期优化结构模型,其最优周期由离线基本周期和在线增量两部分构成.离线基本模型以加权车均延误为目标,探讨公交权重的影响因素及其与公交运行效益、社会车流运行效益的关系;在线增量计算以在线优先策略提供可实施空间为目标.分析一个四相位信号控制交叉口,对所提模型进行仿真验证.结果表明,公交车均延误最小的最优周期和社会车流车均延误最小的最优周期并不重叠,在一定的公交权重下,模型能够求得二者加权最优解.适当的在线增量引入,能够进一步降低公交车辆延误,且不会对非优先车流产生较大影响.     

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...