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。     

弱客流地区客货共享定制公交路线的动态规划方法

针对弱客流地区公交运营难的问题,在分析典型弱客流地区的交通特性的基础上,通过客货共享运输模式和动态定制公交调度方法的应用,实现以货补客,客货同赢的运营目标.首先将动静态客货定制需求进行分类,分阶段处理定制需求;然后,以最小化总运输时间为目标,考虑容量与定制需求时间窗等约束,构建定制公交车辆初始线路优化模型,并在此基础上,考虑初始乘客和动态需求的时间窗约束,构建在途公交车辆的动态路径优化模型,建立动态定制需求的响应机制,从而实现客货共享定制公交路线的动态规划;最后,通过算例证明该模型的可行性,并与非混运模型进行比较.结果表明:在相同的运输需求条件下,模型所需车辆数比非混运模型少2辆,对动态需求的满足率提高16.7％,总空载率降低12.4％.     

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。     

考虑容量限制的多公交车型运行计划优化模型

车容量限制是公交运行计划编制的重要约束.以单条公交线为研究对象,综合考虑了不同公交车型的技术经济性能、车容量大小、车辆数限制和客流需求的时变特征等因素,建立同步优化公交车型和时刻表的规划模型,以确定线路的发车时刻表和选择车型的最优组合.建立了以公交企业运营成本和公交乘客出行成本最小为目标,带有0-1决策变量的非线性整数规划模型,针对该模型多目标函数的求解特点,采用枚举法求解每辆车的发车时刻,应用遗传算法求解车型选择的序列.最后以北京市某公交线为案例进行分析,优化后的发车时刻表和车型配置方案具有较好的运营效果.算例结果表明,采用多车型方案较传统的单一车型方案更具经济性,乘客的出行成本可减少13.9%,企业的运营成本可减少3.5%.     

基于能力影响的城市轨道交通跨线列车开行方案研究

城轨跨线运营可减少乘客换乘,提高资源利用率.本文以企业车辆使用成本,列车运营成本和乘客出行成本最小为目标,考虑跨线列车对线路通过能力的影响,以列车发车间隔、满载率、可用车辆数为约束,构建跨线运营模式下的运力配置模型,结合算例提出判定跨线运营模式适用的必要条件.研究表明,实施跨线运营线路需具备一定的冗余能力,其实施效果依赖于跨线客流强度、接轨站的换乘条件、行车组织等多个因素;同台换乘易实现跨线运营,因线路通过能力和可节省的换乘时间都有限,高峰期实施跨线运营优势并不明显;与单线独立运营开行方案相比,实施跨线运营可减少企业运营成本和乘客出行成本,且随着跨线客流强度的增加,成本节约效益越明显.     

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...     

环形放射状城市常规与需求响应公交联合优化研究

针对环形放射状城市扩张过程中常规公交线网出现线网资源利用失衡、乘客出行时间过长的问题，本文设计一种常规公交与需求响应公交分层布局的双模式线网结构。基于连续近似方法，构建混合整数优化模型，以最小化公交平均运营和乘客平均时间成本之和为目标函数，根据乘客出行空间分布构建确定性的出行模式及路径选择细分方法，推导各项成本组成，求解常规公交线间距、站间距及双模式公交发车间隔等决策变量的最佳值。采用混合启发式算法对模型进行求解，并以成都市五环内环形放射状公交网络为例，验证所提双模式公交网络的有效性。优化结果表明：与单模式常规公交线网对比，双模式网络可以分别降低18.37%的乘客成本以及4.97%的公交运营成本，具体表现为减少常规公交31.85%的站点和线路建设成本以及24.36%的运营里程；系统各项成本随平均客流密度的增加呈幂指数下降并趋于稳定；同时给出不同客流密度分布条件下，系统关键设计参数的建议值。     

单条公交线路的IC卡数据分析处理方法

及时而准确地掌握城市公共交通运营及客流信息,是进行科学合理的公交运营决策和公交网络规划的前提。随着城市公交IC卡的广泛运用,从IC卡信息中提取城市公交客流信息成为又一种公交数据采集方法。通过公交IC卡数据分析处理方法,可以得到实时准确且连续的公交客流信息数据,较之传统的人工调查方法经济实用,数据结果准确度高。以单条公交线路的IC卡信息为例,提出单条公交线路运营及客流信息的分析处理方法,得到包括站点客流、线路客流、断面客流等主要客流指标的分析计算方法。     

基于可变客流的接运公交网络优化

在充分考虑目的地非地铁站的变动客流和搭乘固定公交的既有客流基础上,基于多对多客流模式,以管理者、出行者和社会运营费用的总费用最小为目标,构建接运公交线路的优化模型.模型考虑了原本私家车出行客流和固定公交出行客流选择接运公交出行的可能性,应用Logit 模型进行流量分配,并采用遗传算法对问题求解,获得了最优的接运公交网络,变动客流在接运公交网络中的第一公交站和换乘的地铁站.研究结果表明,接运公交线路方案与其占全程广义出行费用的比例密切相关,故有必要将其从全程视角进行优化.     

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.     

片区城乡公交时刻表编制与车辆调度综合优化

通过构建双层规划模型,综合优化片区城乡公交时刻表编制与车辆调度.其中,上层片区城乡公交车辆调度问题以公交企业综合运营成本最小为目标,实现多线路多车辆多车场的车辆时序指派,采用禁忌搜索算法求解;下层片区城乡公交时刻表优化问题为实现线路在所有换乘节点的换乘总时间及换乘失败惩罚最小,同时确保换乘节点的时刻表协同先后次序,采用运行图与枚举法进行求解;选用慈溪南片城乡公交线路进行实例应用.结果表明,该方法能较好地应用于工程实践中,直观反映片区线路组织的运行计划,进一步满足乘客便捷换乘需求与企业车辆资源的有效配置.     

片区城乡公交时刻表编制与车辆调度综合优化

通过构建双层规划模型,综合优化片区城乡公交时刻表编制与车辆调度.其中,上层片区城乡公交车辆调度问题以公交企业综合运营成本最小为目标,实现多线路多车辆多车场的车辆时序指派,采用禁忌搜索算法求解;下层片区城乡公交时刻表优化问题为实现线路在所有换乘节点的换乘总时间及换乘失败惩罚最小,同时确保换乘节点的时刻表协同先后次序,采用运行图与枚举法进行求解;选用慈溪南片城乡公交线路进行实例应用.结果表明,该方法能较好地应用于工程实践中,直观反映片区线路组织的运行计划,进一步满足乘客便捷换乘需求与企业车辆资源的有效配置.     

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合理有效的公交车辆发车间隔优化模型是优化调度方案、改善公交服务的关键，因此，本文在分析现有模型的基础上，根据客流变化规律，对发车间隔采用分时段多目标组合优化处理的思想，建立了以乘客和公交企业运营费用最小为目标的公交车辆调度发车间隔模型，并采用广州市公交调查数据对该模型进行了验证，实验表明该模型可行。     

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%。     

公交线路资源配置与高峰客流协调评价研究

公交线路资源配置与高峰客流协调发展是公交系统可持续发展的重要保障.对二者协调程度进行评价,通过对公交系统规划与运营的深入研究,运用数据包络分析法,以公交车辆数、站点数、沿线客流强度为投入指标,以高峰客流量、高峰满载率适宜度为产出指标组成评价指标体系,并建立二者之间协调评价模型.以哈尔滨市主城区86 条公交线路为评价单元,利用数据包络分析法的CCR模型,得到了每条线路的相对效率值,对每条线路进行协调度评价.结果表明,40 条处于强协调状态、34 条处于弱协调状态、9 条处于轻度失调状态、3 条处于严重失调状态,公交线路总体上处于弱协调状态.提出的评价方法在实际运营中具有较强的实用性,可为公交规划与运营管理提供理论依据.     

考虑车线匹配的电动公交多线路联合优化建模

为研究电动公交的运营优化问题，本文考虑电池容量损耗，以车辆和线路匹配、车辆和电池的更新、车辆服务的车次数为决策变量，建立电动公交的生命周期成本优化模型。设计基于滚动时域调度优化方法，采用GUROBI软件对模型进行求解。以多条公交线路运营数据为背景，对模型有效性进行测试。假设决策周期为20年，算例结果分析得出车辆和电池的最优更新方案，车辆和线路的匹配方案，车辆运营的车次数量方案，最优方案的生命周期成本为35.27×10⁷$，车辆和电池更换次数分别为44和239。针对线路工作负荷大小、车辆与线路匹配策略等参数进行灵敏度分析。结果表明：考虑不同线路工作负荷的差异，设计优化的车辆与线路匹配策略可以减少车辆和电池的购置成本，提高电动公交企业运营效益。     

公交企业运力优化调配的管理方法

近些年私家车增长、城市土地使用情况变化、地铁投入运营……给地面公交带来了影响,公交线路客流发生了变化,一些线路的客流急剧下降.为适应经营环境变化的影响,结合市场需求对线路运力进行重新调配十分必要. 公交企业的经营目标是兼顾社会效益和经济效益,把社会效益理解为客流量,运送最大的客流就是对社会的服务,把营收和利润理解为经济效益.运力的调整要围绕企业经营目标,科学地选择代表线路经济效益和社会效益的核心数据指标,把这两个指标在线路之间做比较,确定线路如何加班次,加多少班次并编制时刻表.这两个问题都很重要,前者选择哪些线路,解决投入方向;后者解决的是,投入的产出不偏离目标.     

基于数据融合的公交客流规模测算方法

公交客流规模测算往往存在调查成本受限和准确度要求较高的矛盾.提出基于公交IC卡历史数据与人工补充调查数据的数据融合测算方法,以准确推算公交客流规模.首先根据公交线路的基本属性,采用聚类分析方法划分线路类型,从每一类中选择具有代表性的线路.基于IC卡数据分析公交客流时变特征,运用有序样本聚类Fisher算法将线路小时刷卡量进行聚类分析.划分刷卡量相似时段,进而采用优化方法确定调查抽样率,确定相应的调查车辆进行人工补充调查,最终经过数据融合计算获得公交客流规模.基于上海市某辖区IC卡数据进行案例分析,测算得到三类公交线路的日均客流量.     

基于公交客流分布特性的弹性发车间隔优化研究

基于客流分布的快速公交车弹性发车间隔优化,在以往文献和IC卡刷卡数据分析的基础上推算各个公交站点到站客流分布.同时考虑不同车型最大载客量对发车间隔的影响,以乘客在站等待时间最小和公交公司运营成本最小建立公交车发车间隔优化模型.并以大连市快速公交为研究对象,利用NSGA-Ⅱ算法对研究时段内的上下行两个方向的发车计划进行优化,并取解集中值与实际发车计划进行对比.最终得出优化后上行方向的发车计划可在运营成本几乎不变的情况下,减少乘客的在站等待时间;下行方向则在保持乘客等待时间有9.4%小幅上升的情况下,节约33%的运营成本.可见优化模型可以有效地安排线路上下行两种车型的联合发车计划,提高公交的运行效率.