一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法，包括如下步骤：(1)通过公交站点信息与乘客手机终端的信息连接和交互获得各种数据；(2)建立实时公交调度模型，对模型进行求解，得出每相邻两车间最佳的站点个数和站点间的最佳运行时间；(3)每相邻两车间的最佳运行时间间隔通过时间之差来求和。本发明专利技术实现了公交站点信息化技术与乘客手机终端的信息融合，实现了动态的公交形式和公交车最佳车间间隔的调度；提高了公交的运行效率，实现城市的公共交通系统有机良性循环发展，使居民或乘客能方便的选用公交的优先方式出行，最终增强公交吸引力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能公交控制领域，尤其是一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法。
技术介绍
随着经济和社会的发展，机动车保有量迅速增加，城市交通拥堵现象日益严重，发展公共交通作为缓解交通压力的有效手段受到越来越多的重视。但是目前的公共交通系统开发多集中于单一调度形式或者一成不变的调度模式，不能针对客流的实时变化，考虑不同的调度形式的组合以及高级的调度形式，车间的时间间隔也是公交调度的核心问题之一。能够达到实时调度公交形式和车间的时间间隔的方案主要依据线路客流信息，即乘客OD分布，但其效果还有待提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法，可以实现动态的公交形式和公交车最佳车间间隔的调度，提高了公交的运行效率的同时实现城市的公共交通系统良性循环发展。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法，包括如下步骤：(1)通过公交站点信息与乘客手机终端的信息连接和交互，得到实时乘客OD分布数据，通过公交车的GPS定位模块获取公交车的运行位置和时间数据；(2)在每相邻两车间位于靠后位置的公交车离开某站点时刻，根据乘客OD分布统计线路每个站点上下车人数，与考虑位于靠前位置公交车之间达到最佳时间间隔的运行时段内每站点新增上下车人数，建立实时公交调度模型，以单位时间内所有乘客总出行成本和企业运营成本之和最小为目标对模型进行求解，得出每相邻两车间最佳的站点个数和站点间的最佳运行时间；(3)每相邻两车间的最佳运行时间间隔是在位于靠后位置的公交车离开某站点时刻的原有车间运行时间间隔，与靠前位置公交车需调整的运行时间与靠后位置公交车需调整的运行时间之差的求和。优选的，步骤(2)中公交调度模型的目标函数为：其中：其中：n-线路上站点总数目；k-线路上运营公交车总数目；-第j辆公交车离开i站的时刻；p-调度形式，p＝1为全程车(本文只涉及普通公交车)；-0-1变量，第j辆公交车在i站停靠，则为1，否则为0；(t)-第j辆公交车在t时刻，乘客从i站至i+s站的人数(人/分钟)；一第j辆公交车离i-1站时车上的乘客数；Ri-公交车从i-1站到i站的运行时间，开始输入历史数据的均值；-第j辆公交车在i站的停靠时间，取决于i站点的上车和下车的人数；-第j辆公交车到达i站点时下车的人数；-第j辆公交车到达i站点时上车的人数；β-单位乘客平均上下车时间(分钟/人)；C1-乘客等车单位时间成本；C2-乘客在车单位时间成本(元/分钟)；C3－单位公交车运营时间成本(元/分钟)。优选的，步骤(2)中采用遗传算法对实时公交调度模型进行求解，包括如下步骤：(2.1)初始化参数，参数包括：乘客出行OD分布，包括公交车离开某站点时刻、以及该时刻线路乘客OD分布和每相邻公交车间运行时间间隔内新增乘客的OD分布、总站点数目、站间历史运行时间、各时间成本、初始种群大小、交叉概率、变异概率以及循环次数；(2.2)对模型进行初始编码，令K′为最大的发车次数，将公交车的站间运行时间这个决策变量对应的二进制串进行组合，得到一条10K’位二进制的染色体，前六位表示公交车的站间运行时间和后四位表示最佳站点个数的取值；(2.3)根据初始化确定的发车次数和发车间隔，结合输入的参数计算目标函数值及每个个体的适应值；(2.4)对种群进行繁殖，每繁殖一代包括选择、交叉、变异和修正；(2.5)重复繁殖过程直到达到设置的迭代次数，选择适应值最大的个体代表的调度方案为实时动态调度策略，即选取每相邻两车间最佳的站点个数和站点间的最佳运行时间。优选的，约束条件包括公交车满载率约束和发车时间间隔约束；所述满载率约束为高峰时段满载率不超过120％，平峰时段满载率不低于50％；所述发车时间间隔约束为不超过设定的最小发车间隔和最大发车间隔范围，且在研究时段T内满足公交车发车间隔Xj的总和不大于T。优选的，步骤(3)中通过实时调度方法求解每相邻公交车间保持最佳的车间间隔运行的具体方法为：在j与j+1公交车间最佳运行时间间隔进行调整的模型中，需求解出j与j+1公交车停靠站点时间和站点间的运行时间Ri，并求解出j+1与j+2公交车停靠站点时间和站点间的运行时间Ri′，所以分别调整到最佳运行时间间隔的时刻为所以j与j+1公交车需调整到的最佳运行时间间隔为时刻两车间的时间间隔与Lj+1和Lj作差之和，即本专利技术的有益效果为：本专利技术实现了公交站点信息化技术与乘客手机终端的信息融合，避免其对乘客OD分布的预测，主动获取到实时乘客OD分布，实现了动态的公交形式和公交车最佳车间间隔的调度；通过车路协同保障其保持最佳的车间间隔运行，提高了公交的运行效率，同时也通过公交站点网络技术的广泛应用，即IOT(Internet-oriented-transit)，以公交站点网络技术来主动引导公共交通智能化发展，实现城市的公共交通系统有机良性循环发展，使居民或乘客能方便的选用公交的优先方式出行，最终增强公交吸引力。附图说明图1为本专利技术的求解路段上车间运行时间间隔的原理图。图2为本专利技术的显示遗传算法的流程示意图。图3为本专利技术的公交站点信息化传递原理图。具体实施方式如图1、2和3所示，一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法，包括如下步骤：(1)通过公交站点信息与乘客手机终端的信息连接和交互，得到实时乘客OD分布数据，通过公交车的GPS定位模块获取公交车的运行位置和时间数据；(2)在每相邻两车间位于靠后位置的公交车离开某站点时刻，统计线路每个站点上下车人数，与位于靠前位置公交车之间达到最佳时间间隔的运行时段内每站点新增上下车人数，建立实时公交调度模型，以单位时间内所有乘客总出行成本和企业运营成本之和最小为目标对模型进行求解，得出每相邻两车间最佳的站点个数和站点间的最佳运行时间；(3)每相邻两车间的最佳运行时间间隔是在位于靠后位置的公交车离开某站点时刻的原有车间运行时间间隔，与靠前位置公交车需调整的运行时间与靠后位置公交车需调整的运行时间之差的求和。安装在站点的设备(设备与WiFi兼容)很容易和站点候车乘客的智能终端设备进行连接和交互，使其以最低成本获得大量信息。能够在手机终端弹出在此站点经过的公交线路，能够提供目前公交车是否停靠或是途径的信息让乘客选择出行班次和时间。此相关软件(app)或是通过手机短信的方式让乘客输入信息统计各站点的候车乘客OD分布，能够通过手机输入自己的OD数据，通过在停靠站附近的路侧设备传输到数据中心。乘客也可以通过智能终端获取公交车实时运行情况，例如下一班次及后续班次的位置及到站时间、车内剩余座位数目等。在已得到乘客的OD分布，从而得出公交线路上由站点i上车至站点j下车的客流量。在公交车离开站点时会再次统计线路上乘客OD分布，通过在数据监测中心中进行储存和处理，即可得到实时公交线路动态OD数据。为解决出现高峰时段乘客过分拥挤、平峰时段公交车满载率不高的现象，公交车的发车在符合客流分布需求，采用公交调度形式去满足需求，故本专利技术主要分析全程车调度形式。全程车的具体概念指：公交车从线路起点发车直到终点站为止，必须在沿线按所有的固定停车站点依次停靠，并行驶满全程的一种基本调度形式，也称为慢车。城市公交线路的断面客流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过公交站点信息与乘客手机终端的信息连接和交互，得到实时乘客OD分布数据，通过公交车的GPS定位模块获取公交车的运行位置和时间数据；(2)在每相邻两车间位于靠后位置的公交车离开某站点时刻，根据乘客OD分布统计线路每个站点上下车人数，与考虑位于靠前位置公交车之间达到最佳时间间隔的运行时段内每站点新增上下车人数，建立实时公交调度模型，以单位时间内所有乘客总出行成本和企业运营成本之和最小为目标对模型进行求解，得出每相邻两车间最佳的站点个数和站点间的最佳运行时间；(3)每相邻两车间的最佳运行时间间隔是在位于靠后位置的公交车离开某站点时刻的原有车间运行时间间隔，与靠前位置公交车需调整的运行时间与靠后位置公交车需调整的运行时间之差的求和。

【技术特征摘要】
1.一种基于公交站点信息化的普通公交动态调度方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过公交站点信息与乘客手机终端的信息连接和交互，得到实时乘客OD分布数据，通过公交车的GPS定位模块获取公交车的运行位置和时间数据；(2)在每相邻两车间位于靠后位置的公交车离开某站点时刻，根据乘客OD分布统计线路每个站点上下车人数，与考虑位于靠前位置公交车之间达到最佳时间间隔的运行时段内每站点新增上下车人数，建立实时公交调度模型，以单位时间内所有乘客总出行成本和企业运营成本之和最小为目标对模型进行求解，得出每相邻两车间最佳的站点个数和站点间的最佳运行时间；(3)每相邻两车间的最佳运行时间间隔是在位于靠后位置的公交车离开某站点时刻的原有车间运行时间间隔，与靠前位置公交车需调整的运行时间与靠后位置公交车需调整的运行时间之差的求和。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，郑元，冉斌，张雯靓，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32