SPSA在公交枢纽内车辆实时调度优化中的应用研究

对公交枢纽内车辆进行实时调度能提高换乘效率,特别是对已进行了调度优化的公交线路,而车辆到达出现延误的情况.根据线路的延迟到达时间和换乘客流量等因素建立了公交枢纽内车辆的实时调度优化模型,提出了基于整个系统费用最小的优化目标函数,并运用随机扰动梯度近似算法（SPSA）对优化模型进行求解,给出了实际应用算例.     

公交区域调度的最大同步换乘模型

研究了用多目标优化模型来解决基于最大同步换乘的公交区域调度优化问题,并将该调度优化模型描述为混合整数规划问题。建立了以车辆相遇总次数最大为第1目标,以多辆车同时相遇的机会最大为第2目标的双目标优化模型。采用启发式算法对模型进行求解,得出具有最大同步性的发车时刻表。结果表明:该模型实现了同时到达网络中换乘点的公交车的数量最大,从而使乘客可以在最短的等待时间内在换乘点从一条线路转到另一条线路上。     

多模式区域公交协调调度模型和算法

考虑公交内部及公交和地铁、长途客运之间的换乘衔接问题,满足最小和最大发车间隔等现实约束因素,建立了一类多目标多模式公交协调时刻表模型,在某时段内分别追求非换乘和换乘出行者在所有站点的等车时间最少和所有车辆到达站点时的泊位数最多.利用约束法将该问题转化为单目标规划问题.根据模型特征,设计求解该问题的改进细菌觅食优化算法,定义解的编码方案,设计产生初始种群的启发式算法,将梯度概念引入移动步长进而改进细菌觅食操作.最后,结合一个简单算例,比较单模式和多模式区域公交协调调度之间的差异,分析了站点通行能力对调度结果的影响,并将该算法与其他智能算法进行了比较分析,从而验证了模型和算法的正确性和有效性.     

即时响应式定制公交调度优化

调度是支撑即时响应式定制公交运营的关键技术。针对即时响应式定制公交高度分散和随机的乘客出行需求的特点,建立了即时响应式定制公交两阶段调度决策模型。第1阶段进行定制公交初始线路整体决策,以车辆数(线路数)最少为目标,根据区域内分时段的高概率出行OD点的地理分布,优化定制公交系统的初始线路;第2阶段进行车辆实时调度决策,以乘客延误成本最小、运输企业利润最大以及未服务乘客造成的损失最小为目标,在初始线路的基础上,结合实时乘车请求的时空分布、上/下车站点关系、上/下车时间、车辆容量等限制条件,对各线路车辆的实际行驶路线以及到站时刻进行决策。两阶段调度方法从整体和局部两个层面平衡了运输企业和乘客双方的利益,在车辆实时调度决策中兼顾了实时需求和后续最可能需求对调度决策方案的影响。根据两阶段调度模型的特点,分别设计了改进的遗传算法和带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)。最后,以广州市内的高概率出行点为例对即时响应式定制公交两阶段调度模型和算法进行了验证。仿真结果表明:初始线路优化模型能够生成数量最少且覆盖区域内所有高概率出行点的线路,车辆实时调度决策模型能够根据实际乘车请求合理调整车辆的行驶路线和到站时刻。     

城市公交与农村客运同步换乘模型

随着城乡经济的发展,城乡之间的客运需求日益增加。为了提高城乡客运线路的运营效率,满足日益增长的城乡客运需求,同时有助于城乡客运一体化的发展,实现在有效换乘路径上城乡线路"无等待"换乘,对城市公交与农村客运线路之间的换乘进行了研究。根据城市公交与农村客运换乘枢纽的功能和布局,以及城市规模形态,分别定义了有效换乘路径和有效换乘站点,分析了城市公交与农村客运的换乘形式,并将城乡公交换乘形式划分为城区边缘同步换乘和城区内部同步换乘2种同步换乘形式。考虑乘客出行对换乘路径的选择,以发车间隔和发车时间为约束条件,建立了双层优化模型,模型通过优化换乘线路上车辆到站时间来实现城市公交线路与农村客运线路间的同步换乘。其中,上层优化目标为乘客在换乘路径上的出行时间最短,下层优化目标为车辆在有效换乘站点相遇次数最多。为求解该双层优化模型,将该问题划分为不同模块,设计了对应的启发式算法对模型进行求解,得到了基于同步换乘的线路车辆发车时刻。最后,分别以城区边缘换乘和城区内部换乘为例进行案例分析,验证模型和算法过程。结果表明:所提出的模型和算法能够求解出城市公交线路和农村客运线路发车时刻的满意解,实现城乡客运线路间的同步换乘。     

公交IC卡数据处理的换乘矩阵构造方法研究

针对在城市公交换乘枢纽选址中换乘量调查所面临的困难,利用了公交IC卡的大量信息,并对其进行处理,得出城市公交线路间的换乘量,进而得到城市公交换乘矩阵,并结合长春市公交换乘枢纽规划实例,将该方法应用到城市公交换乘枢纽选址中去.     

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%。     

多换乘点响应型接驳公交运行线路的协调优化

为尽量降低响应型接驳公交系统的运行费用，提出多换乘点间运行线路协调设计的构想。针对同时包含预约需求和实时需求的混合需求，构建多换乘点响应型接驳公交系统运行线路的2阶段协调优化方法，并设计优化流程。第1阶段仅考虑预约需求，首先将预约乘客按有/无特定换乘点要求进行分类，在此基础上构建预约需求下多换乘点多车辆运行线路的协调优化模型。在协调优化模型中，优化目标是由乘客时间费用、车辆运行费用、以及惩罚费用所构成的系统总成本最小；乘客时间费用包括乘客候车时间的惩罚费用、车内乘客在需求点的等待时间费用以及乘客车上时间的惩罚费用3个部分；车辆运行费用包括车辆启动费用、路段行驶费用、需求点的停靠费用、车辆早到引起的等待费用4个部分；考虑的约束条件包括乘客候车和车上的软时间窗、乘客换乘点要求、车辆容量、车辆出行时长等。第2阶段根据规则判断是否响应实时需求，并根据响应情况重新优化后续各班次的运行线路。针对第1阶段模型，基于模拟退火算法设计求解算法。研究表明：在预约需求或混合需求条件下，与各换乘点运行线路独自优化相比，协调优化方法均能显著降低运送全部响应乘客所需的平均运行距离和平均总成本；仅有预约需求时分别降低5.4%、19.8%，新增实时需求后分别减少1.4%、21.7%；与固定发车间隔相比，分时段调整发车间隔，也能有效降低运送全部响应乘客所需的平均运行距离和平均总成本，仅有预约需求时分别降低18.2%、17.2%，新增实时需求后分别减少19.97%、25.06%，说明多换乘点间车辆路径的协调运行是提升响应型接驳公交运行效率的有效途径。     

智能交通系统中的公交车辆调度方法研究

针对公交车辆调度现状及所处的运营环境 ,利用遗传算法 ( Genetic Algorithm,GA)的智能化特征 ,进行了公交车辆智能调度方法的研究。采用 GA的一点和二点交叉方式 ,确定了三种规模的不同调度方式。以北京 375路车运营线路为实例 ,得到了简洁的 GA公交车辆调度结果。仿真结果表明 ,该方法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 ,为城市公交车辆智能化调度管理提供合理、有效的调度方法     

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%。     

基于时空优化的单点交叉口公交被动优先控制方法

为了最大可能地降低对公交车辆提供信号优先时对社会车辆运行产生的不利影响,研究了信号控制交叉口1个进口道的通行空间分配(车道功能划分)与通行时间分配(绿信比分配)的相互制约和转化关系,在此基础上提出了考虑时空资源组合优化的被动优先模型。算例分析结果表明:该模型能够在对社会车流影响较小的情况下,显著降低公交车辆车均延误;同时,为降低公交优先对社会车流总体运行状态的影响,在确定公交优先的权重时,需要考虑不同相位的机动车流量间及其与公交车流量的对比关系。     

西安市后轨道交通时代的自行车换乘规划研究

随着城市化、机动化进程的加快,各国城市通过建立轨道交通来缓解城市交通拥堵、环境污染、能源危机等问题,而如何提高城市轨道交通的换乘效率及换乘服务范围又成为后轨道交通时期城市交通面临的主要问题之一。以西安市轨道交通发展规划为背景,针对西安市后轨道交通时代的自行车换乘进行研究,并对西安市的自行车与轨道交通换乘站点进行了初步规划。着力实现西安市轨道交通与自行车交通的无缝衔接,以提高城市居民轨道交通出行的方便性和城市轨道交通的换乘效率。     

市域快线长大区间故障救援与配线设置探讨

市域快线站间距通常远大于常规地铁线路,在市域快线长大区间中采用常规地铁的故障救援模式及救援速度可能导致救援时间过长。为了提高市域快线长大区间故障救援效率,以广州市规划的首条160 km时速市域快线为例,在分析常规地铁故障救援流程、救援速度和救援时间的基础上,对市域快线故障救援速度进行探讨,进而设计了长大区间设置渡线和设置停车线2类方案,与无配线方案在救援时间、后续堵塞列车疏散效率等关键指标上进行综合比选,最后提出不同的区间停车线形式并进行了对比分析。研究表明:在长大区间设置停车线的方案救援功能较好,建议在工程条件允许时优先采用;不同的区间停车线形式各有优劣,应根据实际情况综合考虑运营功能和工程规模后选择。     

基于数据包络分析的公交线路接驳效用评价方法

高效的公交与地铁接驳,有助于提升公共交通出行一体化程度和轨道交通的辐射能力.为量化评价公交线路与轨道交通的接驳效率,综合考虑供给侧和需求侧,建立了初始评价指标.通过结构方程模型探究接驳效用评价指标间的相关关系,筛选出接驳效用核心评价指标,建立了涵盖公交线路设置条件、运营条件、接驳条件、客流规模和网络通达性5个方面的多模...     

北京地铁金融街站与既有换乘站、规划车站换乘方案研究

随着我国大中型城市轨道交通迅猛发展,线网日益密集,新建地铁车站与既有线换乘站和规划线车站同时换乘的建设工程逐渐增多,轨道交通与其他城市功能空间整合的需求也大幅增加,解决车站换乘和城市空间综合利用是设计重难点。以北京地铁金融街站为例,在借鉴既有地铁换乘站案例经验和教训的基础上,通过现场踏查调研和静态计算的方法进行初步分析,引入客流动态仿真模拟评价既定车站方案。提出新建车站与既有线车站近远期2种换乘方案、远期对既有线换乘站改造方案、统筹考虑轨道交通与城市空间一体化设计。     

汽车排放测试主控制系统开发及其应用

介绍了自主开发的VTCL—VETS车辆排放试验计算机主控制系统;通过开展汽车排气稀释定容取样系统的排放测量和分析技术研究,探讨了排气稀释定容取样系统中气体输送及分析延迟的产生和影响因素;分析了基于稀释排气流量与成分浓度和C平衡技术的汽车瞬态排放率和累积排放量计算方法;给出了VTCL—VETS整车排放性能试验数据的处理与分析实例。     

高铁站站前广场空间组织分析

随着我国高速铁路的快速发展,越来越多的中小城市都有了高铁车站,站前广场及交通接驳场站成为高铁站的重要组成部分。以嵊州新昌站站前换乘综合枢纽项目为例,阐述中小城市站前广场的功能定位和外部交通组织流线,从换乘枢纽包含的交通场站规模预测出发,探讨站前广场的空间组织布局形式和广场内部交通组织流线。合理规划站前广场的空间布局,避免人流、车流冲突,减少车型交织,从而实现高效、便利、人性化的交通组织。     

城市轨道交通线路长大陡坡设计的探讨

为了探讨城市轨道交通长大陡坡在连续提升超过16m的情况下,车辆的制动及电机温升的可行性,通过对城市轨道交通长大陡坡的含义、特点及需要解决的相关问题进行论述,并结合仿真模拟和工程测试等方法,论证了轨道交通长大陡坡在一定的范围内制动影响和电机温升是安全的,并通过深圳4号线试验来验证设计,最终证明了长大陡坡的设计所采用的措施是有效的、科学的。