一種自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，步驟如下：確定公交線路l的全天工作時段T、公交服務(wù)車輛的額定載客量C、最大載客量Cs以及公交發(fā)車間隔tm；確定公交線路l在第k時段在站點i和相鄰站點j之間的斷面客流Pijlk的分布情況；根據(jù)公交線路l在站點i和站點j之間運行過程中實時反饋的第1輛公交車的斷面客流數(shù)據(jù)Pijlk(1)與公交線路l上的歷史公交站點客流斷面累計分布曲線進(jìn)行匹配，預(yù)測第2輛公交車斷面客流需求分布情況Pijlk(2)，確定第2輛公交車的發(fā)車時刻T12；使用遞推法確定公交線路l的全天工作時段T的公交發(fā)車時刻表。本發(fā)明通過自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表來動態(tài)調(diào)整公交車輛的發(fā)車時間，滿足不斷變化的客流需求，增強公交服務(wù)的可靠性，降低公交行駛延誤，提高公交服務(wù)滿意度。
【專利說明】一種自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 有效的公交發(fā)車時刻表是平衡乘客的服務(wù)需求與公交企業(yè)的運營成本之間矛盾 的重要手段。本發(fā)明在不增加公交運營成本的前提下，利用海量的公交斷面客流數(shù)據(jù)，對公 交發(fā)車時刻表進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化，將公交發(fā)車間隔和可變的公交出行需求進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，對提 高公交服務(wù)的可靠性以及滿意度有重要的作用，屬于城市公共交通系統(tǒng)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 合理確定城市公交的發(fā)車時刻表是公交運營管理者的核心任務(wù)，是改善措施公交 服務(wù)水平，提高公交服務(wù)可靠性的重要途徑之一，對城市公交系統(tǒng)至關(guān)重要。然而，公交發(fā) 車時刻表的優(yōu)化是一個復(fù)雜的過程。一方面，對于公交車輛的發(fā)車次數(shù)來講，當(dāng)公交車輛的 發(fā)車次數(shù)總量偏少時，雖然會降低公交企業(yè)的運營成本，但也會造成乘客的等車時間過長， 還可能會導(dǎo)致公交車輛過于擁擠，降低出行者對公交出行的滿意度。公交車輛的發(fā)車次數(shù) 過多時則可能會加重城市道路的交通擁堵，造成公交車輛連續(xù)到達(dá)公交站臺從而出現(xiàn)"串 車"現(xiàn)象，不僅不能有效降低出行者的等車時間，還會造成社會資源浪費，增加公交運營成 本。另一方面，在確定的公交發(fā)車次數(shù)的基礎(chǔ)上，不合理的發(fā)車間隔則會導(dǎo)致公交運能無法 滿足居民的公交出行需求，出現(xiàn)公交車輛在局部時刻出現(xiàn)過于擁擠或者出現(xiàn)很多空座造成 公交運能浪費。因此，如何根據(jù)公交線路上客流的時空變化規(guī)律，合理設(shè)置公交線路的發(fā)車 時刻表對提高公交系統(tǒng)的運行可靠性具有重要的意義。
[0003] 經(jīng)過發(fā)明人長期研究發(fā)現(xiàn)，綜合考慮公交客運需求總量和企業(yè)運營成本限制條 件，可以獲得整體效益最優(yōu)的公交發(fā)車次數(shù)。以此為基礎(chǔ)，利用海量的公交斷面客流統(tǒng)計， 結(jié)合實時的公交斷面客流反饋信息，對公交的發(fā)車時刻進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，可以將公交發(fā)車時 刻和動態(tài)的公交出行需求進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配，不再是讓出行者根據(jù)公交發(fā)車時刻表來調(diào)整自己 的出行，而是根據(jù)公交出行者的需求來調(diào)整公交的發(fā)車時刻，還可以解決公交車輛在公交 站臺出現(xiàn)連續(xù)來車的串車現(xiàn)象和長時間不到車的來車間隔過長現(xiàn)象，最大程度提高公交服 務(wù)的針對性和有效性，減少公交出行者的等車時間，提高出行者對公交服務(wù)的忠誠度。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，在不改變 整體發(fā)車次數(shù)的情況下，通過實時反饋的公交斷面客流數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整公交車輛的發(fā)車時 亥IJ。在不增加公交運營成本的同時，將公交發(fā)車時刻和動態(tài)的公交出行需求進(jìn)行關(guān)聯(lián)匹配， 減少出行者的等車時間，提高公交服務(wù)的可靠性。
[0005] 技術(shù)方案：為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法是這樣進(jìn)行 的：
[0006] -種自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟如下：
[0007] 1.)確定公交線路1的全天工作時段T、公交服務(wù)車輛的額定載客量C、最大載客量 cs以及公交發(fā)車間隔tm ;
[0008] 2.)根據(jù)歷史公交客流斷面統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以每小時為一個時段，確定公交線路1在第 k時段在站點i和相鄰站點j之間的斷面客流Pulk的分布情況，施畫不同公交站點之間的 公交斷面客流累計分布曲線；
[0009] 3.)根據(jù)公交斷面客流，確定公交線路1在全天的工作時段T中時段k的發(fā)車頻率 Aik ;
[0010] 4.)設(shè)定開始工作時第1時段第1輛公交車的發(fā)車時間Tn，同時確定公交線路1 上第1時段的發(fā)車次數(shù)Ν 11;
[0011] 5.)根據(jù)公交線路1在站點i和站點j之間運行過程中實時反饋的第1輛公交車 的斷面客流數(shù)據(jù)Pu k(i)與公交線路1上的歷史公交站點客流斷面累計分布曲線進(jìn)行匹配， 預(yù)測第2輛公交車斷面客流需求分布情況Pulk (2)，確定最大斷面客流數(shù)據(jù)

【權(quán)利要求】
1. 一種自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟如下：
1. )確定公交線路1的全天工作時段T、公交服務(wù)車輛的額定載客量C、最大載客量cs 以及公交發(fā)車間隔tm;
2. )根據(jù)歷史公交客流斷面統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以每小時為一個時段，確定公交線路1在第k時 段在站點i和相鄰站點j之間的斷面客流Pulk的分布情況，施畫不同公交站點之間的公交 斷面客流累計分布曲線；
3. )根據(jù)公交斷面客流，確定公交線路1在全天的工作時段T中時段k的發(fā)車頻率Alk;
4. )設(shè)定開始工作時第1時段第1輛公交車的發(fā)車時間Tn，同時確定公交線路1上第 1時段的發(fā)車次數(shù)N u ;
5. )根據(jù)公交線路1在站點i和站點j之間運行過程中實時反饋的第1輛公交車的斷 面客流數(shù)據(jù)Puk(l)與公交線路1上的歷史公交站點客流斷面累計分布曲線進(jìn)行匹配，預(yù)測 第2輛公交車斷面客流需求分布情況Pmk (2)，確定最大斷面客流數(shù)據(jù)
，結(jié)合公交車 輛的極限容量Cs確定第2輛公交車的發(fā)車時刻T12，如果T12-T n彡tm則第2輛公交車的發(fā) 車時刻為T12，否則第2輛公交車的發(fā)車時刻為Tn+tm ;
6. )使用遞推法確定公交線路1的全天工作時段T的公交發(fā)車時刻表。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于：實時公 交斷面客流數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法為：
其中：Plk(i，i+Ι)為公交線路1在第k個發(fā)車時段在站點i和i+Ι站點之間的實時公 交斷面客流，Plk(i_l，i)為公交線路1在第k個發(fā)車時段在站點i-Ι和i之間的斷面客流， Ilk⑴為公交線路1在第k個發(fā)車時段在站點i的上車客流量，0lk⑴為公交線路1在第k 個發(fā)車時段在站點i的下車客流量。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述的自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于：公交斷 面客流的預(yù)測方法為： PiJlk(n, d) = PiJlk(n, d-l)+ δ 3(d, d-1) 其中，Pulk (n，d)為第d天公交線路1在第k個發(fā)車時段第n輛車在站點i與j之間的 斷面客流量，
4. 根據(jù)權(quán)利1所述的自適應(yīng)式公交發(fā)車時刻表的動態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于：公交發(fā) 車時刻表的確定方法，
1. )根據(jù)公交線路1在時段k的發(fā)車頻率Alk以及總發(fā)車次數(shù)Nlk，利用均勻發(fā)車的方法 確定時段k的第η個發(fā)車時刻
2. )根據(jù)歷史客流斷面統(tǒng)計數(shù)據(jù)，確定公交線路1在時段k的最大斷面客流設(shè)為站點 (i，j)，并施畫不同發(fā)車時刻T(k)的公交斷面客流累計分布曲線；
3. )確定第1趟公交車輛的發(fā)車時刻T1，并反饋公交車輛在?\線路上反饋的斷面客流 數(shù)據(jù)，更新站點（i，j)的斷面客流，根據(jù)新的斷面客流數(shù)據(jù)，預(yù)測第二個發(fā)車時刻T2在站點 (i，j)的斷面客流，確定新的公交斷面客流累計分布曲線，其中Τ2時刻的站點（i，j)斷面客 流為：PiJlk(T2) = KiJlk (Tl，T2) *PiJlk(T1) * (T2-T1) + δ iJlk (Tl，T2) 其中：(ΤΙ)為ΤΙ時刻線路實時反饋的站點（i，j)斷面客流數(shù)據(jù)，(Tl，Τ2)為根 據(jù)歷史客流斷面數(shù)據(jù)計算的Τ1時刻與Τ2時刻的客流增長率系數(shù)，Τ2-Τ1為兩次發(fā)車的時間 間隔，S ulk(Tl，Τ2)為根據(jù)利用相鄰3周同時段的客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計算的Τ1時刻與Τ2時 刻的客流變異因子：
4. )在新的公交斷面客流累計分布曲線上，利用截圖法，確定滿足最大公交乘載客流Cs 對應(yīng)的發(fā)車時刻T2' ；
5. )如果發(fā)車時刻T2' < Tl+tm則確定下一班公交車的發(fā)車時刻為T2'，否則確定公交 車的下一班發(fā)車時刻為T2' = Tl+tm ;
6. )使用遞推法預(yù)測 Pijlk (T3)，Pijlk (T4)，· · ·，Pijlk (TN);
7. )重復(fù)第4和第5步就能得到全天的公交發(fā)車時刻T3'，T4'，…，TNlk。
【文檔編號】G08G1/00GK104157132SQ201410407634
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】沈金星, 邱豐, 安成川 申請人:東南大學(xué)