一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法技术

本发明专利技术公开了一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，包括以下内容：对传统公交进行改进形成半灵活公交服务系统，乘客能够在期望的灵活站点上车，但只能在固定站点下车；乘客利用互联网提供起讫点、出发时间范围以及支付意愿作为预订信息，仅在乘客有足够支付意愿的情况下，最近的公交车将在灵活站点为其提供服务；重点考虑运输效益及乘客支付意愿，并兼顾时间、绕行距离、舒适度和满载率因素，建立效益最优的半灵活公交调度模型；对其进行求解确定调度路线，得到半灵活公交的调度方案。所述方法能够使乘客根据自己的意愿预约并乘坐公交出行，在有效保证运输效益的基础上，更能充分体现半灵活公交的高品质特性，具有实际推广价值。

A Real-time Responsive Internet Semi-flexible Bus Scheduling Method

The invention discloses a real-time response Internet semi-flexible bus dispatching method, which includes the following contents: improving the traditional bus to form a semi-flexible bus service system, passengers can get on the bus at expected flexible stations, but only get off at fixed stations; passengers use the Internet to provide starting and departure points, departure time range and willingness to pay as reservation information, only for passengers. With sufficient willingness to pay, the nearest bus will provide services at flexible stations; focusing on transport efficiency and passenger willingness to pay, and taking into account the factors of time, bypass distance, comfort and full load rate, a semi-flexible bus dispatching model with the best efficiency is established; the dispatching route is determined by solving it, and the semi-flexible bus dispatching scheme is obtained. The method can enable passengers to book and travel by bus according to their own wishes. On the basis of effectively guaranteeing transport efficiency, it can fully reflect the high-quality characteristics of semi-flexible bus and has practical popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法
本专利技术涉及人工智能领域，尤其是智慧城市交通系统中半灵活公交调度
，具体涉及一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法。
技术介绍
传统的城市公交基本是定线、定点、定班、定车型的巴士服务，在市场经济条件下，现有的传统公交在城市的稀疏地区不可能有很密集的网络和很高的发车频率，使得这些地区的出行者乘坐常规公交要走较远的距离以及等待较长的时间，这样的公交服务在如此发达的信息时代是远远不能满足需求的。而随着网约车的推广应用，个人出行一对一的服务已经解决了，但显然不是所有乘客都有条件用网约车服务，有些稀疏地区的网约车也因费用昂贵而不能实现。随着互联网和移动支付的兴起，基于互联网的交通服务在公共交通领域将有着广阔的发展前景。通过互联网技术，不同用户群体可以订制符合个人需求的出行方式。需求响应式公交可在车辆设施、停靠站点、服务时间、舒适安全、自由私密等方面充分体现运输过程的高品质特性。在移动互联网普及的智慧城市中，出行距离较长而不具备自驾车和自行车出行能力的人，如老、弱、病、残、孕及大部分低收入人群，他们更希望能按自己的意愿乘坐公交出行，预约公交并且表达自己的支付意愿，节省抵离时间和距离(选择就近的上下客地点)、节省车站等待时间(准时乘车)、愿意支付比常规公交车适当高而比一对一服务的网约车低得多的费用。这些出行需求是情理之中、具有普遍性的大众需求，尤其是未来的年轻人越来越依赖网上预约的生活方式，更能体现需求的大众性。目前各地已开始推广定制公交等需求响应式公交模式，但并未得到良好的预期效果，各地定制公交上座率较低，造成这一现象主要是因为现行定制公交的形式并非为真正意义上的基于乘客需求的精准定线，未能体现出行费用、舒适度等方面的优势，多为以公司定线、乘客选乘为主的“拟定制”模式。而像滴滴打车这一类具有实时响应功能的网约车已经在各个城市普及，把一种实时响应的互联网预约模式引入半灵活公交系统将改变上述局面。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，所述方法结合传统公交和需求响应式公交两种服务模式，并利用互联网预约，在有效保证运输效益的前提下，根据乘客的交通需求及支付意愿对半灵活公交进行实时的合理调度，适应性强，具有较高的应用价值。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现：一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，所述方法包括以下内容：在获取传统公交数据的基础上，对现有的公交线路进行系统改进：减少固定站点即A类站点的数量，在每两个固定站点之间增加一定数量的灵活站点即B类站点，形成半灵活公交服务系统，乘客能够在期望的B类站点上车，但只能在A类站点下车；所述改进后的半灵活公交服务系统为实时响应系统，乘客利用互联网提供起讫点、出发时间范围以及支付意愿作为预订信息，仅在乘客有足够支付意愿的情况下，最近的公交车将在B类站点为其提供服务，如果预定成功，乘客应保证其电子账户中有足够多的资金完成自动扣费，未预定成功的乘客则步行至最近的A类站点等待车辆到达；重点考虑运输效益及乘客支付意愿，并兼顾时间、绕行距离、舒适度和满载率因素，建立从一个A类站点到下一个A类站点效益最优的半灵活公交调度模型；对上述半灵活公交调度模型进行求解，确定调度路线，得到半灵活公交的调度方案。进一步地，所述传统公交数据包括原有公交线路各线路的站点名称，站点位置，站点用地性质，站间距，线路配备车辆信息：车型、座位数、最大载客数、速度，线路发班频率，单程平均运行时间，线路及站点客流数据，服务水平，票款收益，运营成本，建设成本以及固定成本。进一步地，对于起点在灵活站点即B类站点，讫点在固定站点即A类站点的乘客，由于B类站点不是必经点，需根据系统经济效益进行取舍，只有有预约需求，且该需求的支付意愿足够强烈，半灵活公交才会绕行到该需求响应点；所述乘客支付意愿计算公式如下：式中，表示站点Bi的总支付意愿；u为Bi站点的第u个乘客；为Bi站点的第u个乘客的支付意愿；为Bi站点在预定时间区段至内的有效时间；为Bi站点的第u个乘客的出行基价；对参与该实时响应半灵活公交服务系统的乘客数加以统计，将所有从An到An+1将会服务的B类站点纳入集合K，即：式中，或1，取决于Bi站点能否提供服务；计算各个B类站点的候车乘客数，用下式表示：式中，g为An到An+1中将会提供服务的第g个B类站点；为从An到An+1将会服务的第g个B类站点的乘客数；v为计数单位；表示在站点Bi的等车的乘客的有效指数，当订单时间发生在有效时间区段至内时，该指数取1，否则取0；表示在站点Bi的等车的累计乘客数；计算车辆在抵达站点后，车内的乘客数，用下式表示：式中，表示从初始站点A1出发前车上乘客数为0；为站点An乘客数；为在An+1站点下车的乘客数。进一步地，在建立效益最优的半灵活公交调度模型的过程中，首先确定An与An+1站点间因前往各个B类站点所产生的总绕行距离，用下式表示：式中，表示从站点An出发至到达站点An+1时该班公交车总的绕行距离；表示站点An到将提供服务的第一个B类站点BK1的行驶距离；表示将会提供服务的各个B类站点之间的行驶距离；表示区段内最后一个提供服务的B类站点到An+1站点的行驶距离；然后确定公交车从站点An行驶到站点An+1的过程中，到达各个站点的具体时间，用下式表示：式中，表示公交车从站点An出发的时间，记作t0；表示公交车到达提供服务的第i个B级站点的时间；为站点An到达第一个B级站点行驶的距离；表示每两个相邻B级站点间公交车的行驶距离；表示公交车行行驶的平均速度；表示公交车到达An+1站点的时间；为从站点An出发至到达站点An+1，该班公交车总的绕行距离；最后根据半灵活公交发车规则，对半灵活公交调度模型的建立提出如下假设：①完全信息条件下，乘客均采用手机发单，并能够收到消息回馈；②乘客出行OD和预约出发时间已知；③车辆的平均行程速度已知；④乘客提供个人单次出行的支付意愿；⑤乘客预约时认可出行规则，提前存入足量费用，并接受自动扣费；重点考虑运输效益，根据乘客票价收益及时间成本、运输车辆的行车成本，建立半灵活公交调度模型的目标函数：式中，P0为出行基价；表示从站点An出发的乘客总数；表示ti时间站点Bi的总支付意愿；C1为基础运营成本；C2为乘客在巴士上的时间成本；表达式第一部分为起点在A类站点的乘客的票价总收益，第二部分为起点在B类站点的乘客的票价总收益，第三部分为运输车辆的行车成本与乘客的各类成本之和，当Z达到最大时，系统效益最优；根据既定目标函数以及实际调度情况，确定半灵活公交调度模型的约束条件：①B类站点乘客的附加支付意愿应不小于该点最小附加调度费，即：其中这里规定Bi站点乘客的附加支付意愿用平均值表示；②运输车辆的载客率要在一定的范围内，即：式中，QL为车辆最大载客数，从环保和成本的角度出发，载客人数太少，运输成本难以有效控制，也不符合绿色出行；从乘客的舒适度出发，载客人数太多，会影响乘客的乘车体验；③限制运输车辆在B类站点的停站数，即：式中，Nmax为B级站点的最大停站数；④控制运输车辆的绕路比，即：式中，θmax为运输车辆的最大绕路比；约束条件③和④从停站数和绕路比两方面保证了主线上乘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：在获取传统公交数据的基础上，对现有的公交线路进行系统改进：减少固定站点即A类站点的数量，在每两个固定站点之间增加一定数量的灵活站点即B类站点，形成半灵活公交服务系统，乘客能够在期望的B类站点上车，但只能在A类站点下车；所述改进后的半灵活公交服务系统为实时响应系统，乘客利用互联网提供起讫点、出发时间范围以及支付意愿作为预订信息，仅在乘客有足够支付意愿的情况下，最近的公交车将在B类站点为其提供服务，如果预定成功，乘客应保证其电子账户中有足够多的资金完成自动扣费，未预定成功的乘客则步行至最近的A类站点等待车辆到达；重点考虑运输效益及乘客支付意愿，并兼顾时间、绕行距离、舒适度和满载率因素，建立从一个A类站点到下一个A类站点效益最优的半灵活公交调度模型；对上述半灵活公交调度模型进行求解，确定调度路线，得到半灵活公交的调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：在获取传统公交数据的基础上，对现有的公交线路进行系统改进：减少固定站点即A类站点的数量，在每两个固定站点之间增加一定数量的灵活站点即B类站点，形成半灵活公交服务系统，乘客能够在期望的B类站点上车，但只能在A类站点下车；所述改进后的半灵活公交服务系统为实时响应系统，乘客利用互联网提供起讫点、出发时间范围以及支付意愿作为预订信息，仅在乘客有足够支付意愿的情况下，最近的公交车将在B类站点为其提供服务，如果预定成功，乘客应保证其电子账户中有足够多的资金完成自动扣费，未预定成功的乘客则步行至最近的A类站点等待车辆到达；重点考虑运输效益及乘客支付意愿，并兼顾时间、绕行距离、舒适度和满载率因素，建立从一个A类站点到下一个A类站点效益最优的半灵活公交调度模型；对上述半灵活公交调度模型进行求解，确定调度路线，得到半灵活公交的调度方案。2.根据权利要求1所述的一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，其特征在于：所述传统公交数据包括原有公交线路各线路的站点名称，站点位置，站点用地性质，站间距，线路配备车辆信息：车型、座位数、最大载客数、速度，线路发班频率，单程平均运行时间，线路及站点客流数据，服务水平，票款收益，运营成本，建设成本以及固定成本。3.根据权利要求1所述的一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，其特征在于，对于起点在灵活站点即B类站点，讫点在固定站点即A类站点的乘客，由于B类站点不是必经点，需根据系统经济效益进行取舍，只有有预约需求，且该需求的支付意愿足够强烈，半灵活公交才会绕行到该需求响应点；所述乘客支付意愿计算公式如下：式中，表示站点Bi的总支付意愿；u为Bi站点的第u个乘客；为Bi站点的第u个乘客的支付意愿；为Bi站点在预定时间区段至内的有效时间；为Bi站点的第u个乘客的出行基价；对参与该实时响应半灵活公交服务系统的乘客数加以统计，将所有从An到An+1将会服务的B类站点纳入集合K，即：式中，或1，取决于Bi站点能否提供服务；计算各个B类站点的候车乘客数，用下式表示：式中，g为An到An+1中将会提供服务的第g个B类站点；为从An到An+1将会服务的第g个B类站点的乘客数；v为计数单位；表示在站点Bi的等车的乘客的有效指数，当订单时间发生在有效时间区段至内时，该指数取1，否则取0；表示在站点Bi的等车的累计乘客数；计算车辆在抵达站点后，车内的乘客数，用下式表示：式中，表示从初始站点A1出发前车上乘客数为0；为站点An乘客数；为在An+1站点下车的乘客数。4.根据权利要求3所述的一种实时响应的互联网半灵活公交调度方法，其特征在于，在建立效益最优的半灵活公交调度模型的过程中，首先确定An与An+1站点间因前往各个B类站点所产生的总绕行距离，用下式表示：式中，表示从站点An出发至...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴明阳，林培群，梁韫琦，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44