基于公交数据挖掘的时刻表排班协同换乘优化

为实现公交换乘协同排班,减少乘客出行换乘时间,本文对公交信息系统的IC卡数据及车辆GPS数据进行数据挖掘,提取换乘信息并对现有的发车排班进行优化.首先,构建了公交运行状态信息提取模型,提取现有的公交运行状态信息.在此基础上,设计了邻域搜索的公交时刻排班优化算法,得到最佳发车排班时刻表.为验证所提出方法的有效性,选取了成都市的56路和3路公交线路的实际数据进行案例验证.结果表明:通过优化排班的方法,在不改变现有的公交供需条件的前提下,可以有效实现协同换乘;与原有的公交服务相比,优化之后的公交服务能够更加贴近出行需求,提升线路之间的换乘衔接效率,从而提高公交服务质量.     

融合客流大数据和成本最优化的公交动态排班方法

为提高公交排班效率和准确性,提出一种基于客流OD数据的动态排班模型。首先,模型将影响公交车辆排班的因素划分为静态因素、可变因素和动态因素,给出每日客流变化情况下动态影响因素计算方法;其次,以满足乘客需求减少公交企业运营成本为目标,探索多目标最优排班方案求解方法,实现公交运营效益最大化;最后,以广州560路公交线路为例进行模型仿真验证。仿真结果表明:模型求解结果可以在不降低乘客服务质量的同时有效减少车辆使用量,提升车辆满载率,工作日减少车辆13.3%,非工作日减少车辆26.6%。在满足社会效益的情况下节约企业运营成本。     

随机条件下固定公交线路服务频率优化模型

在考虑客流需求波动及车辆运行时间随机变动的情况下,建立了以乘客候车期望和公交车辆利用率总体最优为目标的公交线路服务频率优化模型.利用蒙特卡罗方法随机模拟一条高频线路的公交服务,计算得到了给定线路参数下的最优服务频率.算例表明该模型可用来确定高频服务公交线路的发车时间间隔.     

公交司机排班问题的混合元启发算法研究

针对我国公交企业中司机在1 个工作日内驾驶同一辆车的“人车绑定”管理模式, 提出混合元启发算法求解司机排班问题.首先建立以车辆数为目标的车辆调度模型,获得仅 满足司机休息时间的非可行解;接着迭代地使用局部搜索算子、破坏重建扰动等方法对解进 行调整,使其满足司机工作时间和吃饭时间等约束,并尽可能地降低排班成本;在迭代搜索 过程中记录发现的可行排班链集合,迭代结束后构建集合覆盖问题(SCP)模型对其进行改 进,以获得最佳的司机排班方案.在13 条公交线路案例上进行测试,实验结果验证了本文算 法的有效性.     

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为了研究城市公共交通网络的动态特征,本文在现有公交网络模型的基础上,运用space P方法和space R方法分别建立了公交换乘网络和公交线路网络.然后将这两个网络作为子网络,并通过换乘网络中停靠站点和线路网络中的公交线路之间的联系构建了一类新的双层耦合公交网络模型.该模型能够很好地反映出行乘客与公交运营车辆之间的联系.基于耦合网络的同步理论,以非线性Lorenz系统为网络的节点,研究了双层耦合公交网络的同步问题.最后,采用Matlab仿真技术分析了公交运营中的人为调度、公交线路之间公共停靠站点的数目,以及站点之间的可达性对双层耦合公交网络平衡的影响.     

一种新的多重边复杂公交网络模型

在现有公交网络模型的基础上,建立了一种新的多重边公交线路网络模型.这种 公交线路网络模型以公交线路为节点,公交线路间的若干个相同停靠站点为连边.同时根 据网络拆分的思想,对具有相同站点的三条不同的公交线路,通过引入时滞,将四重边公 交线路网络拆分为四个性质不同的子网络,进而以 Chen 系统为网络的节点,研究了四重 边复杂公交网络的全局同步.改变公交车辆之间的控制强度和相同的站点个数,分析了公 交车辆的人为调度和线路优化对公交线路网络平衡的影响. 最后通过 Matlab 进行数值仿 真,为城市公交网络的合理调度提供理论依据.     

城市公交调度中满载率问题的研究

为了解决城市公交调度中满载率的取值问题,运用对比分析和统计学方法,通过对公交车辆额定乘载人数进行修正,建立新的满载率计算模型,从而实现对公交线路车辆满载率理论定义的修正。并通过对公交运营实际数据的处理,得到公交线路实际运营过程中的最小、最大及推荐满载率计算值。研究结果对公交调度的满载率取值问题及公交服务评价的满载率指标确定有一定的参考价值。     

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...     

基于时间牌轮循方法的城市公交智能化排班

公交驾驶员排班方案是公交智能化调度的重要研究内容,也是城市公交运营中最耗时、最繁重的任务之一。不同的公交企业有着不同的约束规则,排班方案的合理性,是决定城市公共交通客运健康发展的重要因素。通过引入营运车辆数、周转时长、首末班时间、发车间隔、各类型时间牌数量等实际公交发车数据,自动生成时间牌,并通过时间牌轮循方法,能够快速完成公交线路排班。理论分析和实验结果表明,文中方法能有效降低排班工作中的人力和时间成本。     

基于 BRT 站台乘车诱导的公交车辆载客均衡模型

针对公交站台乘客乘车诱导的问题,以公交线路载客均衡为目的,建立了乘客 乘车诱导模型,实现了最佳乘客乘车诱导方案的编程求解.本文通过建立单条 BRT 线路 车辆载客模型,组合形成了整个区段的 BRT 线路车辆载客模型,建立了一种面向载客均 衡的 BRT 站台乘客乘车诱导模型.理论与算例分析表明,该模型可以生成最佳的乘客乘 车诱导方案,能够实现 BRT 区间线路的载客率均衡,将填补当前公交站台乘客乘车诱导 研究领域的空缺,具有广阔的应用前景与重要的现实意义.     

城市公交区间车与全程车组合调度问题研究

为提高城市公交区间车线路上闲置车辆的利用率,对区间车设置及其组合调度可行性、工作流程进行了全面分析．针对区间车线路上车辆的运行特点,构建了区间车线路上发车场站的一组逆差函数,通过发车场站内部调度和场站之间插入空驶车次,实现了以最小的车队规模运行区间车线路的所有车次．研究了大连市某公交区间车线路．结果表明,区间车与全程车组合调度后的运行区间车线路的车辆数目获得了优化．     

基于Multi—agent技术的城市快捷客运车辆调度系统研究

社会经济的发展给城市交通带来了新的问题和挑战,发展城市快捷客运系统是解决这一问题的有效途径。基于Multi—agent技术的城市快捷客运车辆调度系统为实现城市快捷客运系统的车辆调度提供了一种理论上的可能性。     

基于Multi-agent技术的城市快捷客运车辆调度系统研究

社会经济的发展给城市交通带来了新的问题和挑战,发展城市快捷客运系统是解决这一问题的有效途径。基于Multi-agent技术的城市快捷客运车辆调度系统为实现城市快捷客运系统的车辆调度提供了一种理论上的可能性。     

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优化应急车辆调度是降低突发事件造成重大人员伤亡和财产损失的有效手段. 在分析应急车辆调度问题、决策目标、决策变量和目标函数的基础上,构建了最小化整体损失的理想化调度模型. 针对该理想模型的参数难以确定的问题,提出以广义响应时间为基础,以实时交通量辅助决策,采用简化约束条件的方法建立了城市应急车辆调度的优化模型. 分析了路段行程时间和交叉口行程时间的计算,依据路段交通流量对城市应急车辆调度的影响划分道路服务等级. 基于威海市实际案例的分析结果表明,简化模型能够辅助优选应急车辆调度方案,验证了该方法的有效性.     

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在对多配送中心车辆调度问题进行直观描述的基础上，建立了该问题的数学模型。提出了采用距离最近分配法将多配送中心车辆调度问题分解为多个单配送中心车辆调度问题进行求解的策略．基于求解单配送中心车辆调度问题的禁忌搜索算法，设计了求解多配送中心车辆调度问题的算法，并进行了实验计算．计算结果表明，用本文设计的算法求解多配送中心车辆调度问题，不仅可以取得很好的计算结果，而且算法的计算效率较高，收敛速度较快，计算结果也较稳定．     

一种具有模糊费用系数的VSP的修正C-W节约算法

将传统的确定性车辆调度问题扩展为具有模糊特征的模糊车辆调度问题．在对具有模糊费用系数的车辆调度问题进行简单描述的基础上，构建了模糊车辆调度的数学模型；通过Gaufmann-Gupta模糊数排序方法与传统车辆调度问题的C—W节约算法的有效结合，提出了解决该问题的一种改进C—W节约算法．最后，给出了一个算例．     

车辆优化调度可视化系统

利用地理信息系统和优化理论，研究了最短路径算法、车辆优化调度算法与日常工作事务管理模型，开发出集图形、图像处理及数据可视化技术于一体的车辆优化调度系统。系统实现了车辆优化调度的可视化及动态调整，可进行日常运输业务管理及车辆调度方案优化，实际应用效果良好。     

考虑时空相异的危险品运输车辆安全调度

为确保危险品运输车辆间的安全距离, 从时空角度优化了危险品运输车辆的行驶路径和发车时间间隔; 分析了危险品运输车辆发生事故对其他车辆的影响及其与时空距离的关系, 提出了危险品运输车辆间时空安全距离评价方法, 并以时空安全距离为约束, 提出了车辆安全出发时间间隔计算方法; 建立了满足时空相异约束的危险品运输车辆调度模型, 设计了用于生成车辆调度时刻表的两阶段求解方法, 第1阶段采用NSGA-Ⅱ算法优化车辆行驶路径, 第2阶段分别设计了遗传算法和基于插入思想的近似算法以优化发车时间间隔; 为了验证车辆调度模型与算法的有效性, 对比了每个阶段中不同算法的优劣, 并分析了危险品事故影响系数和事故影响接受度对车辆调度结果的影响。研究结果表明: 提出的方法可针对不同危险品事故影响系数获得危险品运输车辆调度时刻表, 生成的车辆调度时刻能够保证车辆在行驶过程中始终保持安全距离; 遗传算法和近似算法获得的平均运输总时间分别为2.45和2.49 h, 表明近似算法获得的解劣于遗传算法, 但运行时间仅为遗传算法的1/10 000~1/5 000;危险品事故影响系数或事故影响接受度越小时, 车辆发车时间间隔越大, 导致运输总时间变长; 考虑时空相异性的车辆调度可以弥补相异路径方法仅从空间上考虑相异性的不足, 同时能够避免采用相异路径方法可能遗漏最佳运输路径的问题。      

基于交路单元的高速铁路乘务交路编制模型与算法

为了解决高速铁路列车乘务计划编制过程中的乘务交路自动化生成问题,从工作实际的角度出发,首先提出以交路单元作为列车乘务交路编制基本单位的方法,在此基础上建立以最小费用为目标的乘务交路编制优化模型,在该模型中对异车体换乘的接续时间进行区分。然后,针对该模型特点,对基于贪婪思想的启发式算法进行求解。最后,以京津城际铁路北京南站至天津站间的列车数据对该算法进行了验证。计算结果表明,用该方法编制的最小费用乘务交路在值乘时长和换乘次数方面能够体现出较好的均衡性。     

考虑行程时间波动的电动公交可变行车计划

为解决因运行时间不确定性导致的公交到发时间不准点问题,本文基于公交线路双方向发车趟次和运营时间的不对称特征,提出一种可变行车计划优化问题。以最小化车辆使用数和乘客等待时间为目标,考虑车次链的行程接续和电动公交车辆电量等约束,构建公交时刻表和车辆排班一体化优化模型。根据可变行车计划优化问题特性设计改进的粒子群算法(Modified Particle Swarm Optimization for Timetabling and Scheduling, MPSO-TS)进行求解,定制粒子编码和子代更新方式。采用“基于优势车次链”的子代更新机制,以“车次链”为纽带最大程度地保留父代被继承信息中时刻表与车辆调度方案之间的关联性。使用连云港市某公交线路验证模型和算法,案例结果表明：可变行车计划能够有效保证车辆到发准点性,通过更紧密的排班计划将使用车数由35辆减少至31辆,车辆使用效率提升了28.1%;所提出的MPSO-TS算法求解效率较高,具有较好的稳定性,可有效避免计算结果陷入“局部最优”。