基于合作博弈的公交滞站点优化模型

公交滞站控制是防治公交串车的常用方法. 现有研究主要集中于公交滞站时间的优化，很少关注滞站点优化问题. 本文提出一种基于合作博弈的公交滞站点优化模型. 根据系统当前状态，模型首先预测当控制不同滞站点组合时该滞站点组合对公交串车率的改进；其次，以滞站点为博弈人，以滞站点组合及其对公交串车率的改进量为效用函数，构建合作博弈，分析滞站点的单独和联合控制效果，并用Shapley 值刻画滞站点的相对重要性. 通过在最有效的滞站点实施滞站控制，能够有效防治公交串车. 最后，通过仿真实验对滞站点的数量和位置的确定进行说明，模型能有效降低公交车头时距波动，减少公交串车率，最终减少乘客平均候车时间.     

基于合作博弈的公交滞站点优化模型

公交滞站控制是防治公交串车的常用方法. 现有研究主要集中于公交滞站时间的优化，很少关注滞站点优化问题. 本文提出一种基于合作博弈的公交滞站点优化模型. 根据系统当前状态，模型首先预测当控制不同滞站点组合时该滞站点组合对公交串车率的改进；其次，以滞站点为博弈人，以滞站点组合及其对公交串车率的改进量为效用函数，构建合作博弈，分析滞站点的单独和联合控制效果，并用Shapley 值刻画滞站点的相对重要性. 通过在最有效的滞站点实施滞站控制，能够有效防治公交串车. 最后，通过仿真实验对滞站点的数量和位置的确定进行说明，模型能有效降低公交车头时距波动，减少公交串车率，最终减少乘客平均候车时间.     

城市外围非高峰时段公交柔性调度系统研究

基于城市外围居民出行的交通特点以及公交车运行成本与乘客等待时间之间的矛盾,提出了基于互联网技术和网约车思想的公交柔性调度系统,阐述了柔性公交调度系统的运行方式,设计了柔性公交调度系统的总体结构、模块功能以及工作流程。通过构建基于预约乘客数量的柔性发车间隔函数来确定非高峰时段的发车时间,利用建立的柔性调度辅助决策模型规划出响应时的最短路径以及计算乘客和公交车的综合效益。最后选取重庆市180路公交为例,用柔性调度模式的3种预约比例与传统运行模式进行对比分析,得出柔性公交调度系统能减少乘客的等待时间,降低公交的运营成本。     

基于公交客流不均衡性的调度分析

为提高公交运营的服务效率,考虑公交站点乘客需求集中性,以公交的发车间隔、满载率作为约束条件,建立以乘客出行时间成本和公司运营成本最小为目标的公交组合调度模型,并通过遗传算法求解。计算结果表明:单一调度模式中全程车的发车间隔为5 min;组合调度模式中全程车发车间隔为3 min,大站快车为10 min。通过对比这2种模式下的乘客出行与公司运营的总成本,组合调度可节省23.1%的成本,实施组合调度能有效降低系统总成本,提高公交服务水平。     

考虑车速调控和乘车引导的公交运行优化控制策略

通过有效的精准控制策略提升公交车辆的到站间隔匀整度和运行服务可靠性是改善公交服务质量，提升公交乘客出行满意度的重要途径。首先，本文考虑站点乘客上车需求波动构建公交运行模型；其次，提出基于时间偏差反馈机制的公交区间行驶速度调控策略和基于乘车选择行为模型的公交站点乘客信息引导策略；最后，以最小化乘客出行成本和车头时距偏差为目标，构建融合车速调控和乘车引导的公交运行组合优化控制策略，并设计了求解方法。以北京公交57路为例，设计4种情形的数值仿真对比实验。仿真结果表明，组合控制策略的优化效果最佳，相比于无控制策略，公交运行稳定性提升了47.70%，避免了线路的串车发生，考虑出行时间与拥挤程度的综合成本减少了18.71%。本文还比较了不同乘客收入水平和乘客引导信息服从率下策略的优化效果。结果表明，随着收入水平的提升，信息引导策略对总出行成本降低效果减弱，当乘客引导信息服从率为0.7时，组合控制策略对公交运行和乘客出行的改善效果最显著。本文可以为提升公交运行可靠性和服务质量提供重要支撑。     

基于遗传禁忌算法的公交线路发车间隔优化

针对城市公共交通营运调度因发车间隔未得到优化而出现的乘客等车时间过长、公交车辆满载率不均形成的资源浪费现象,从乘客和企业的双向角度考虑,建立了以乘客等车时间和公交企业营运成本最小为优化目标的公交线路发车间隔优化模型。基于遗传算法的全局搜索能力和禁忌算法的局部搜索能力,设计了遗传禁忌算法求解方法。以南宁市67路公交线路为例,进行了实例验证。分析结果表明了该模型和算法均可行。     

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。     

换乘系统运行特征及其在城乡公交网络的应用

论文分析公交同步换乘系统的运行特征,包括适用公交网络、线路发车间隔与应用时段、协同的时刻表、同台换乘的枢纽、运行可靠性保障要求等。结合城乡公交网络布局与换乘衔接需求特征,提出城乡公交网络应用同步换乘的可行性：城乡公交轴辐式网络适用于同步换乘系统的应用,同为长间隔发车的干支线间客流换乘诉求亟需同步换乘,城乡公交运行准点性与枢纽用地条件能保障同步换乘系统的可靠运营。分析应用同步换乘系统需解决定位选择、协调网络布局与时刻表设计、提高运营可靠性等问题,使其更好地发挥作用,提升城乡公交服务质量。     

混合交通下智能网联车借道公交专用车道控制

为研究含人工车的混合交通流下部分智能网联车借道城市公交专用车道的控制问题，以 两个信号交叉口间公交专用车道为研究对象，提出以不妨碍公交车优先通行、满足换道动机和换 道安全条件的智能网联车借道公交车道控制策略。基于公交车道控制预测模块设计智能网联车 进入和离开公交专用道规则，采用改进最小化由换道引起的所有制动模型计算的收益作为智能 网联车换道时激励准则。期望跟随车类型若为人工车时，目标车辆礼让系数取1；妨碍公交优先 必须离开公交道时，满足安全规则即可。通过具体仿真实验予以验证，结果表明：本方法在高交 通需求下，与不允许借道控制方法、基于清空距离公交专用车道控制方法对比，人均延误分别减 少60%和40%，车均延误分别减少65%和32%，渗透率在30%~40%范围内控制效果显著。     

基于深度强化学习的综合干线协调控制方法

针对社会车辆和专用道公交干线运行特性差异大、协调控制效果差的问题，提出一种集成社会车辆干线协调控制和公交干线优先控制的综合干线协调控制方法。首先，基于两者路段行程时间的分布差异，结合公交车辆上下游路口不停车通行概率分析，确定干线协调的关联交通状态和对应信号调整策略；然后，结合信号调整策略对车辆延误损失和公交优先收益的量化分析确定奖惩机制；最后，提出一种深度强化学习框架用于最佳信号调整策略的实时求解。仿真实验分析发现：本文方法在人均延误上比社会车辆干线协调、公交干线协调控制分别提升 38.63%和 27.43%，在公交停车次数上比社会车辆干线协调提升52.17%，证明该方法能够有效提高公交车辆和社会车辆的通行效率。     

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。     

适用于一票制公交大数据的系统化处理方法及应用 ——以银川市为例

为分析公交乘客出行特征,利用公交IC卡数据、公交GPS数据、车载机数据和单程站点关系表,通过各类数据关联融合,提出适用于一票制公交大数据的系统化处理方法。基于Oracle搭建分析数据库,采用Python语言编写代码,构建了乘客上车站点推断算法、基于出行链的乘客下车站点推断算法、基于概率的乘客下车站点推断算法和乘客换乘站点识别算法4种站点推断算法。基于此,运用银川公交大数据进行客流集散点识别、客流走廊识别,得到公交站点上下客流量分布情况、公交线路客流量分布情况、公交站点的换乘客流量分布情况。研究结果表明,一票制公交大数据系统化处理方法在分析公交乘客出行特征方面具有一定的应用价值。     

CBTC系统列车追踪间隔计算及优化

针对城市轨道交通系统在某些情形下,列车在车站区域的追踪间隔过大,导致系统整体性能降低的问题,对已有基于通信的列车控制(CBTC)系统列车追踪间隔算法进行了分析,提出了一种基于站台限速值和限速区域参数调整的正线列车追踪间隔的优化方法.该方法通过系统仿真得到站台限速设置、列车追踪间隔和列车旅行速度的关系,从而获得优化的设置方案.在西南交通大学CBTC系统仿真与性能分析平台上对该方法进行了仿真测试,详细描述了测试案例中将96 s追踪间隔优化为90 s的过程.结果表明,所提出的方法能够优化系统关键区域的列车追踪间隔,提高系统性能.     

基于驻站和限流的组合公交控制策略研究

为减少串车现象以提高公交服务可靠性,提出了一种基于车头时距阈值的驻站-限流的组合公交策略.为了验证新策略的有效性,基于元胞自动机模型建立了可描述公交车运行特征和乘客出行特性的仿真框架,并利用实际的公交线路数据对其参数进行了校验.数值实验分析了组合策略中控制参数的取值对系统性能的影响.结果表明,以最小化乘客平均等待时间为目标所求解的组合策略有助于公交系统服务可靠性的提高,而最小化单位乘客出行时间时所求解的策略具有更高的乘客出行效率和公交运行速度.     

基于IC卡数据的公交客流特征分析 ——以北京市为例

公交客流特征分析是公共汽(电)车线网规划和优化布局的基础.首先简要介绍基于公交IC卡数据分析公交客流特征的技术.进而以北京市为例,对公交客流的时空特征进行宏观、中观分析,对公交服务水平与城市发展的协调适配性做出评估,指出公共汽(电)车系统面临的挑战.最后,结合公交线网布局、运力配置不合理等问题,提出实现公共交通可持续发展的相关建议.     

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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.     

基于公交IC卡信息的城市公交满载率指标计算方法

为减少传统城市公交满载率指标测算过程的人力投入并提高指标计算结果的准确性，利用公交IC卡刷卡信息、公交GPS信息、公交站点信息和公交车辆信息，通过各类信息衔接分析，提出了基于公交IC卡的公交满载率指标计算思路。采用MYSQL搭建分析数据库，通过编程代码自动关联识别和快速分析大数据，计算出城市公交线路的满载率指标值。通过案例分析发现，相比传统公交满载率调查方法，基于公交IC卡信息的公交满载率指标计算能找到更精确的最大客流断面、得出更精确的计算结果，并且运算过程更高效，能有效节约人力，可为同类城市测算城市公交满载率指标、分析城市公交乘客的出行特征提供参考。     

具有反向学习能力的串车调度算法研究

为了避免串车问题,研究了多条线路不同站点间隔的车辆实时串车调度算法.基于车辆自动定位(AVL)数据的分析预测,给出了具备反向学习能力的克隆选择优化算法 (Opposition-learning Clonal Selection Algorithm, OCSA )求解避免串车的调度序列,指导车辆调度.算法中设计了反向抗体库,反向抗体库存储了种群迭代过程中多个较差抗体的信息,利用较差基因位置信息,指导部分基因链以较快速度进行反向学习,将其迅速牵引出局部最优区域.反向学习过程可迅速改善抗体的多样性,使得算法在短时间内具有较强的全局寻优能力;且局部学习的缩放因子可随迭代过程动态调整,提高了算法的求解精度.实验结果表明,基于 OCSA算法获取的调度序列与经典的调度算法相比有较好的适应性,求得的调度序列能够实时有效地降低站点串车问题.     

基于GIS的城市公交智能管理与规划系统研究

本文首先在智能公交系统发展的背景下，分析TGIS技术与公交规划、公交管理系统的关系，接着提出了基于GIS的城市公交规划与管理系统构架，并对其功能做了详细的阐述。然后进一步对核心的公交网络作了设计，使其能充分使用各个功能模块，并详细设计了基于此的智能公交调度系统的框架。最后根据实践提出了该系统的通信网络，并作实际开发。     

常规公交上下客预知系统设计方法

为了提高公交运营效率与候车乘客的安全性,考虑了节约成本与方便实施的原则,从常规公交车上下客预知系统设置的概念出发,分析了公交预知系统的效益,提出了基于候车乘客发出信息与驾驶员接收信息过程的预知系统设计思路,给出了预知系统信息发布半径的确定方法,研究了实现预知系统功能的设置方法。实际应用表明:在系统设置后,公交车经过公交站点时,平均运行效率提高了43.1人·s,总体效益提高明显,系统应用性强。