车联网环境下公交发车间隔优化方法研究

针对现有公交发车间隔模型忽略了智能调度对公交运营的影响问题,提出了车联网环境下的发车间隔设计方法.在考虑发车间隔、发车次数、车辆满载率约束条件下,对城市常规公交发车间隔进行了研究.在综合考虑约束条件的基础上,以乘客候车时间、乘客舒适度以及公交公司运营成本最小为目标函数,建立公交发车调度时刻表优化模型.最后以大连市公交101线路为例对该模型进行分析,利用MATLAB仿真软件进行求解,验证模型的有效性.     

网络条件下轨道交通开行方案协调优化研究

在轨道交通网络化运营条件下,考虑不同线路间乘客的脉冲性到达特征和拥挤度对乘客出行行为选择的影响,对轨道交通网络列车开行方案进行协调优化。以轨道交通运营企业成本和广义乘客出行费用之和最小为目标,构建列车开行方案优化模型,对路网中各条线路的列车发车间隔和各线路间的发车时刻相位差进行优化,并结合客流的离散性特征和模型结构,提出了一种基于仿真的遗传算法对该模型进行求解。给定某轨道交通网络,实例验证了所提出模型和算法的有效性。计算结果表明,相较于现有优化方法,本文所提出的优化模型能够有效降低网络化运营条件下的系统总成本,在提高轨道交通运营企业效益的同时降低了乘客的广义出行费用。     

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从时刻表协调的角度,建立了不同到站间隔下地铁同台换乘站聚集人数的计算模型,并且采用Anylogic软件对乘客的实际集散行为进行仿真.仿真结果与模型计算得到的站台最大聚集人数相近,验证了模型的有效性.算例结果表明:在两方向列车发车间隔相同的情况下,同台换乘站的最大聚集人数随着两方向列车到站间隔时间的增加而减少.在算例的假设条件下,当两线路列车同时到站时,站台聚集人数最多;在此基础上,两线路列车的到站间隔时间每增加30 s,站台的最大聚集人数减少一定人数;当到站间隔时间达到150 s时,站台最大聚集人数降至最低.     

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发车间隔的确定是建立行车计划的基础,合理安排公交运营方案可以在优化公交企业运营成本的同时,有效满足乘客需求. 本文提出了在保证公交运营服务水平和所需运营车辆最少的前提下, 确定公交发车间隔的模型. 在现有的模型基础上考虑了道路交通拥堵对公交运行的影响. 引入拥堵系数,建立了基于载客里程的公交发车频率模型. 实例分析表明模型使得发车间隔的计算更简单直观. 拥堵因子的引入对发车间隔产生了较大的影响,且能有效地优化公交发车间隔. 使公交企业更好地平衡了乘客满意度与公交车运行成本.     

基于GPS系统的公交车发车频率研究

将GPS定位系统应用于车辆实时信息采集中,从出行者和公交运营者两个方面考虑,根据站点乘客上车人数的变化来调整发车频率,以最小且最平衡的运营投入最大程度地满足公交出行需求,由此建立公交车实时发车频率模型,其可行性通过实例得到了验证。     

考虑乘客感知的公交驻站和限流组合策略研究

为了预防公交“串车”现象,提高乘客感知满意度,基于预测控制提出一种考虑公交乘客动态感知的驻站与限流组合策略. 建立以公交线路上总乘客感知等待时间最小为优化目标的预测控制决策模型,运用差分进化算法求解目标站点的最小驻站时长和限流人数. 建立元胞自动机仿真模型,对比不考虑乘客感知的驻站、限流、驻站-限流策略与考虑乘客感知的驻站-限流策略的控制效果. 通过5 组情景实验,对比了考虑乘客感知和不考虑乘客感知的驻站-限流策略对线路乘客到达率和下车比例波动性的适应性. 实验结果表明,考虑乘客感知的驻站-限流策略更有利于减少乘客感知等待时间,对线路乘客到达率和下车比例波动性具有较优的适应性.     

考虑拥挤的轨道交通网络时刻表协调优化建模

以非连通型城市轨道交通网络为研究对象,根据城市轨道交通网络周期性运行特点,在深入考虑拥挤及换乘客流脉冲性到达特征的前提下,给出1个循环周期内城市轨道交通网络运营费用及乘客出行费用计算方法.并在此基础上,以各运营线路发车间隔及发车时刻相位差为决策变量,以乘客及运营企业的综合费用最小为目标,以列车发车间隔、列车容量、站台容量、运营补贴等为约束,建立城市轨道交通网络列车时刻表优化模型.根据模型特点,提出了一种基于仿真的遗传算法对模型进行求解.算例结果显示,与既有优化方法相比,本文模型能够更加细致地刻画乘客换乘过程,有效降低系统综合费用,并确保各项服务指标在安全范围之内.     

基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型

基于客流时空分布规律，考虑列车平均发车间隔、运行时间、最大载客量等约束条件，将列车在车站的停站时间与上、下车客流量相关联，建立城市轨道交通高峰时段基于非均匀发车间隔的大小交路时刻表优化模型，对乘客平均旅行时间及列车发车间隔平均偏离值进行协同优化。以某城市轨道交通线路实际运营数据验证模型的有效性。结果表明，优化后乘客在各个车站平均等待时间较优化前减少幅度为0.4%~13.1%，其中全线客流量较大的第7、8、9站优化幅度较为明显，分别为 11.7%、13.1%、11.9%。优化后列车在各个车站最大满载率较优化前降低幅度为1.8%~8.5%，且所有车站站台均无滞留乘客，体现了优化后列车运输能力与客流需求的良好匹配。灵敏度分析讨论了目标函数权重系数及列车平均发车间隔值对模型的影响，表明本模型具有良好的可用性及稳定性，能够为城市轨道交通列车时刻表优化提供参考。     

基于出行成本分析的公交系统乘车均衡模型与制度安排

公交优先是缓解城市拥堵的重要方法.按照Wardrop 用户均衡原则,通过考虑乘客候车时间成本、乘车时间成本、换乘时间成本和车内拥挤成本,对包含两条线路（一条为一票直达线路,一条为支线干线线路）的公交系统建立出行选择均衡模型,并基于乘客个人出行成本的分析,得到了固定需求下用户均衡时两条线路选择人数和系统最优时两线路的最优发车频率.还在弹性需求情形下比较了系统最优和公交公司垄断情形两种不同政策所导致的均衡出行人数、公交票价、发车频率、公司利润和社会净收益等指标.算例结果验证了理论分析,得到了与传统经济学理论研究一致的结果,为相关管理政策的制定提供了理论科学依据.     

考虑乘客感知的公交驻站和限流组合策略研究

为了预防公交“串车”现象,提高乘客感知满意度,基于预测控制提出一种考虑公交乘客动态感知的驻站与限流组合策略. 建立以公交线路上总乘客感知等待时间最小为优化目标的预测控制决策模型,运用差分进化算法求解目标站点的最小驻站时长和限流人数. 建立元胞自动机仿真模型,对比不考虑乘客感知的驻站、限流、驻站—限流策略与考虑乘客感知的驻站—限流策略的控制效果. 通过5 组情景实验,对比了考虑乘客感知和不考虑乘客感知的驻站—限流策略对线路乘客到达率和下车比例波动性的适应性. 实验结果表明,考虑乘客感知的驻站—限流策略更有利于减少乘客感知等待时间,对线路乘客到达率和下车比例波动性具有较优的适应性.     

基于状态空间神经网络的短期公交调度模型

本文从公交线路状态时空变化规律的角度出发,讨论了应用状态空间神经网络模型解决短期公交调度问题的方法。采用能描述实际公交线路状态（包括客流状态以及车辆运行速度等）的网络拓扑结构,结合前一时段的公交线路状态,预测下一时段的状态并选择与其相适应的调度方案。本文以南京市某公交线路的数据作为实例进行模型应用,与BP神经网络和AMRA模型的对比结果显示状态空间神经网络模型能在短期内更好地针对客流空间、时间变化对公交发车间隔进行调整,模型预测精度高,自适应性强,值得推广应用。     

分布式处理技术下公交信息感知挖掘系统设计

采取集中式处理技术对大规模公交信息进行处理时,传输与运算耗时长,不利于实现公交信息实时发布的需求。相比之下,公交车载智能终端可以针对单车信息进行独立感知与挖掘。由此构建基于分布式处理技术的公交信息感知与挖掘系统框架,包括公交车载智能终端、公交信息服务平台、公交调度中心三大模块。进而明确系统实施流程,并探讨公交信息挖掘软件的信息映射模型。由于分布式处理技术下的公交车载智能终端与调度中心可联网共享及交互信息,因此该系统除了实现公众信息实时发布之外,还能为交通部门的公交优先管制技术提供基础数据支撑。     

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.     

城市公交调度优化模型及算法研究

基于公交线路各站点的客流情况,同时考虑到公交公司的发车能力,建立适合于优化公交调度的数学模型。该发车间隔优化模型兼顾了乘客和公交运营公司的双方利益,将乘客的等待时间转化为乘客付出的广义费用来衡量乘客的利益,以运营公司全天的发车所需费用来衡量公交运营公司的利益,同时,以公交车平均满载率和全天总发车次数作为约束。所得优化结果,既减少了公交公司的运营成本,又节约了乘客的候车时间,能较好地兼顾乘客及运营公司的利益。     

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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。     

基于交织的立体综合车场公交调度优化模型研究

公交调度是公交立体综合车场(简称立体车场)运营中的关键问题. 不同于以往公交调度问题,立体车场公交调度需要同时安排各车的场内停车位置、发车时间与行驶路径. 基于立体车场公交“早出晚进”特征对立体车场调度问题与调度模式进行研究,进一步分析立体车场公交车辆的交织条件;基于整数规划构建以立体车场公交车辆交织次数为目标的公交调度优化模型,求解立体车场公交调度方案. 研究结果表明：立体车场公交调度存在同层集发和异层分发两种调度模式,且异层分发模式优于同层集发模式;此外,车辆交织条件是空间与时间同时发生重叠. 通过案例验证了研究结论的正确性及调度优化模型的可行性.     

城市公交线路调度发车频率优化模型

根据客流需求合理确定发车频率是优化调度方案，实现科学调度的关键工作之一。在分析现有模型的基础上，结合中国城市公交常用的调度模式，建立了以客流需求为基础数据，以乘客满意度和企业满意度加权平均值最大为目标的公交线路发车频率规划模型。介绍了优化模型的构建过程、目标函数与约束条件中各组成要素的计算方法以及模型的解法，阐述了模型所需数据的自动获取和处理方法。实例证明该模型是可行的。     

正态分布在公交营运管理中的应用

本文提出一种用于LPS数字智能公交系统的营运调度算法.通过正态分布曲线及面积分布图认识影响营运调度质量的原因,通过对营运调度数据的动态跟踪、修正,达到智能调度的目的.     

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首先提出了区域运营组织与调度的概念。并对支持区域运营组织与调度的关键技术即运营作业计划自动编织系统的开发,车辆运行定位、监控系统及其支持平台的开发,公交区域运营辅助调度系统和乘客信息服务系统的开发等应用系统及支持平台做了进一步描述。在论文最后,对运营组织与调度区域化的效益进行了分析。     

区域公交的多车场车辆调度优化

在运营企业费用最少的基本模型基础上,以乘客等待费用最少为目标函数讨论多车场车辆调度问题,并建立相应模型。基于逆差函数算法对模型求解,设计两种方法进行求解:一种是人工插入空驶车程,求解过程中加入乘客等待时间的限制;另一种是通过由逆差函数为基础设计的PT-Manager仿真软件进行算法优化,对实际案例进行参数标定以及求解。结果表明:该模型逆差函数算法求解过程简单、结果直观,PT-Manager仿真软件能够帮助公交调度人员进行车辆调度及优化,对现有的车辆调度以及多车场的发展有一定的指导意义。