基于换乘时间窗的公交区域时刻表优化方法

先进的公共交通系统(APTS)为公交乘客换乘实现最佳衔接提供了基础条件。文中以多条公交线路的区域调度为服务对象,设计了基于换乘时间窗的公交调度策略,建立了以全网络乘客等待时间(换乘乘客等待时间、车内乘客等待时间、非换乘站点乘客候车时间)最短为目标的区域公交发车时刻表模型;采用遗传算法对模型进行求解,并设计算例对模型性能进行验证。结果表明公交线网中协同发车可有效减少换乘乘客的等待时间,基于换乘时间窗的公交调度策略能对区域时刻表作进一步优化。     

快速公交线路发车频率优化仿真研究

该文在阐述公交发车频率与乘客等车时间、公司盈利之间关系的基础上,分析快速公交线路站点时段客流规律、构建乘客等待时间和公司运营收益模型,提出基于乘客等待时间最小、公司盈利最大的快速公交发车频率多目标函数,并设计遗传算法和优化仿真实验。仿真实验表明:一定范围内,发车次数增加,乘客的总等车时间和BRT运营收益反而逐渐减少,而本函数模型能有效地降低运营成本、节约乘客等待时间,比按客流比例发车的结果更优化。研究成果应用于大同市快速公交线路工程实例。     

基于ITS的公共交通换乘等待时间最短调度问题研究

为使公共交通的换乘时间实现最佳衔接,先进的公共交通系统的高效率和优势得以体现,在对各国研究现状分析的基础上,研究了ITS实时提供公共交通信息的条件下,公共交通换乘等待时间最短调度问题。为了对公共交通换乘总等待时间最短目标下的公共汽车发车时刻表确定方法进行分析,应用运筹学理论,分别针对一个换乘点和多个换乘点的情况建立了线性规划模型,并用一个换乘点的算例验证了模型的可行性和有效性。结果表明：该方法能最大限度地减少乘客换乘总等待时间,尤其是对于发车间隔较大的公共交通方式间换乘的时间节约效果更为明显。     

城市外围非高峰时段多线路柔性公交协调调度研究

利用柔性公交灵活度高和成本低的优点,考虑公交线路交互对乘客出行选择的影响,提出了城市外围非高峰时段多线路柔性公交的协调调度。首先阐述了柔性公交的运营模式和适用条件以及柔性公交与定制公交的区别。其次分析了城市外围非高峰时段多线路柔性公交的协调调度问题,并给出了柔性公交协调调度的具体流程。接着以乘客的候车时间、乘客减少的步行时间、乘客增加的乘车时间、公交车的运营成本为指标,考虑常规乘客的候车时间约束和公交车响应预约请求时的综合效益约束,建立了多线路柔性公交协调调度的双层规划模型,其中上层模型以乘客的出行时间最少为目标,下层模型以公交的运营成本最低为目标。然后设计了遗传算法,对公交车响应预约站点时的车上乘客数量进行编码来求解该模型。最后以重庆市180路和396路公交为例设置了预约站点,并在4种预约比例下对多线路柔性公交的协调调度和单线调度进行了对比分析。结果表明:有多条柔性公交线路可响应预约站点时,进行协调调度可减少实时预约乘客的候车时间;有共同目的站点的乘客数量越多,进行多线路柔性公交协调调度时乘客整体减少的出行时间越多;预约站点所有乘客有共同目的站点时,进行多线路柔性公交协调调度能降低公交的运营成本。     

城市公交站点乘客候车时间可靠度分析

候车时间的可靠度可直接反映公交运输系统的运营状态和服务水平,是影响公交运输竞争力的一个重要因素.文中通过建立公交站点乘客候车时间的可靠度模型,计算出公交线路中各个站点乘客的候车时间可靠度,为公交站点布置和发车频率制定提供参考;并以成都市某公交线路为例,运用该模型对其站点早高峰乘客候车时间可靠度进行了分析.     

基于满意度的公交车调度模型研究

城市公交调度水平的提高,有利于增强公交在城市交通系统中的竞争力。从乘客候车满意度和公交公司运营成本的角度分析了公交车调度问题,建立了以乘客候车满意度为目标的公交线路发车频率优化模型,实现了模型的求解算法,并通过仿真算例进行了实证研究。     

慢行交通衔接常规公交的换乘时间分析

在分析城市常规公交与慢行交通系统特点的基础上,为解决从出行起点到公交车站“最后一公里”问题,利用慢行交通系统衔接常规公交,汇集城市道路网末梢的客流,缩短“最后一公里”的换乘时间;通过对“最后一公里”换乘时间的分析,建立乘客平均候车时间模型,为确定公交车发车间隔提供依据.     

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。     

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。     

可靠性理论在公交网络分析中的应用

为了研究公交线路的布局及其发车频率两因素对乘客候车难易程度的影响,以公交网络拓扑为基础,借鉴工程可靠性理论,从直达站点对、非直达站点对以及公交网络3个层次提出了乘客候车可靠度概念,建立了相应的计算模型,并设计了可行的计算机程序。其中直达站点对、非直达站点对的乘客候车可靠度指标反映了在给定的公交站点对之间乘客候车难易程度,公交网络乘客候车可靠度反映了所有站点对之间乘客候车难易程度的平均值。乘客候车可靠度图中各站点对之间用线条连接,其宽度表示乘客候车可靠度值大小。该图可反映乘客在站点对之间出行时等候公交车辆难易程度的分布规律。算例证明了乘客候车可靠度及其图形能够为公交网络的定量、定性分析提供依据。     

公交枢纽内多线路车辆实时调度优化方法研究

公交枢纽内多线路车辆的实时调度能够提高换乘效率,特别对于已经进行了发车优化的公交线路而某些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多线路车辆的实时调度优化问题模型,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对问题进行求解。最后结合算例分析了本文方法的应用。     

城市公交区域调度双层优化方法研究

为了实现区域公交行车计划编制优化，构建了一个以区域内乘客候车时间为上层目标、以车队规模为下层目标的双层规划模型。由于上、下层目标之间存在的互相影响关系，导致模型难以获取最优解，选择将下层目标转化为模型的约束条件从而实现对模型的简便求解。对于车队规模的取值，提出了一种基于逆差函数的车队规模搜寻算法。进一步地，为了建立车队规模的约束条件，提出了3类核算时间点，并引入逻辑变量表征发车方案的选择，通过对核算时间点所对应的逆差函数值进行约束从而保证当前的发车方案能够满足既定的车队规模要求。在车队规模取值及约束条件确定的基础上，对模型进行求解即可得到不同车队规模取值情况下所对应的换乘时间表现最佳的发车方案。为了验证模型及求解思路的可行性，以哈尔滨市部分公交线路为例进行验证。结果表明：候车时间最优方案较初始方案能减少换乘时间10.3%，车队规模最优方案能减少初始车队规模15.2%；模型计算结果相当于为公交运营企业提供了可选择方案的效果边界，公交运营方可以通过结合预期的运营目标和实际公交规模选取最佳的发车方案，从而提高实际调度水平和运营效果。     

基于交通流理论的公交站点间行程时间预测

分析了公交站点间车辆运行过程,将行程预测时间划分为交叉口排队等待时间、路段行驶时间和停站时间3个部分,利用交通波理论和延误三角形,分别建立了无公交专用车道和有公交专用车道2种情况下排队等待时间的动态预测模型;根据乘客到站规律和上下车规律,提出了公交车进站停靠时间模型;针对无公交专用车道条件下的时间预测方法进行了实例演算.实验数据表明,基于交通波行程时间预测方法具有较高的精度,可以满足站点间行程时间预报要求.     

Optimal synchronization and coordination of actual passenger-rail timetables

This study provides a novel solution for the synchronized and coordinated railway scheduling optimization (SCSO) problem by the determination of the departure times of a public transit network. Railway timetable optimization is dealt with maximizing the number of synchronized meetings to allow for smooth transfers at interchanges. The developed model uses binary variables to record the number of synchronized meetings considering the importance of transfer stations and rail lines without the need to apply the modeling of passenger assignments. The model allows for a permissible and flexible transfer waiting time for making a connection between rails instead of the commonly used and assumed values. The solution of the mixed-integer programing problem of larger-sized railway networks is based on a synchronized and coordinated scheduling optimization genetic algorithm (SCSO-GA) with a local search strategy (LSS). This solution method is proved to be more efficient and accurate than the CPLEX solver. In addition it is proven to be a periodic event-scheduling problem (PESP) solver. The model is tested computationally on the Beijing urban rail transit network. The results demonstrate the advantage of the novel approach over other methods.     

基于蒙特卡罗的城市公交时空可达性模拟研究

公交时空可达性是衡量人们利用公交系统出行的难易程度,模拟公交时空可达性,并分析其影响因素,对于提高交通资源利用效率具有重要意义。提出1种基于蒙特卡罗的城市公交可达性的模拟方法,并研究道路拥堵状态和公交发车间隔对公交可达性的影响。利用等时线模型提出公交可达性的度量方法。将公交出行时空过程划分为候车、乘车、靠站、换乘4个阶段,构建每个阶段的时间模型,从而建立公交可达性的蒙特卡罗模拟模型。模型的参数值均由实际的公交GPS数据标定。建立理想的棋盘状公交路网,并进行不同道路状态下和不同公交发车间隔下的模拟,数值模拟结果表明,在弱作用力下时,可达性增长速度提高了近5倍。      

The impact of route guidance,departure time advice and alternative routes on door-to-door travel time reliability: Two data-driven assessment methods

ABSTRACT

Conventional travel time reliability assessment has evolved from road segments to the route level. However, a connection between origin and destination usually consists of multiple routes, thereby providing the option to choose. Having alternatives can compensate for the deterioration of a single route; therefore, this study assesses the reliability and quality of the aggregate of the route set of an origin-destination (OD) pair. This paper proposes two aggregation methods for analyzing the reliability of travel times on the OD level: 1) an adapted Logsum method and 2) a route choice model. The first method analyzes reliability from a network perspective and the second method is based on the reliability as perceived by a traveler choosing his route from the available alternatives. A case study using detailed data on actual travel times illustrates both methods and shows the impact of having variable departure times and the impact of information strategies on travel time reliability.     

公交动态信息下通勤出发时间选择行为分析

在交通行为分析中,传统效用函数形式不能反映个人属性对信息效用感知的影响。改进效用函数形式,运用多项Logit模型理论,建立了公交动态信息下的公交通勤者出发时间选择行为初始模型。从初始模型中选择t检验显著的解释变量,并分别基于传统效用函数形式、改进的效用函数建立了2个修正模型。对比2个修正模型标定结果发现,改进的效用函数比传统的效用函数更有利于提高模型性能。研究也表明:性别、收入的t检验值分别为2.02、-2.25,说明二者对乘坐时间信息效用感知显著;教育属性的t检验值为2.03,说明其对车内拥挤程度信息效用感知影响显著;乘坐时间取均值,车内拥挤度为0.7时,二者效用比值为1.54∶1,说明乘坐时间信息是影响出发时间选择最重要的因素。