一种结合专家经验和运筹优化的单线公共车辆调度方法技术

本发明专利技术公开了一种结合专家经验和运筹优化的单线公交车辆调度方法，其方法是根据输入的发车时刻表，对公交车主站、副站分别计算逆差函数得到理论最小配车数，再结合车辆调度问题的约束条件，总结专家经验，利用全双班仿真模拟调度确定实际最小配车数，然后通过单班仿真模拟调度和高峰班仿真模拟调度依次获得最多单班数和最大高峰班数，由此给出车辆调度问题的次优解；最后建立混合整数规划模型，以次优解作为运筹优化方法的初值，给出车辆调度问题的提高解，从而达到车辆调度问题的优化目标。本发明专利技术提高了车辆调度求解问题的计算性能，原来需要几个小时计算量的问题，通过此发明专利技术方法缩短了车辆调度的平均计算时间。

【技术实现步骤摘要】
一种结合专家经验和运筹优化的单线公共车辆调度方法
本专利技术涉及城市智能公共交通系统的信息
，尤其涉及一种结合专家经验和运筹优化的单线公共车辆调度方法。
技术介绍
公交车调度问题是指在给定发车时刻表的情况下，如何安排车辆，满足劳动作息规划的情况下给出最优的车辆调度计划，使得公交企业的运营成本最低。该问题自上个世纪60年代以来吸引了很多学者，是个著名的运筹优化问题，但目前采用的解决方法都是运筹优化技术或者运筹优化与启发式算法相结合的方法，对于班次规模较大的公交公司，这种方法的计算量很大，在公交企业难以应用，且现有方法本质上都是线性规划，而线性规划本质上在凸集可行解中逐步寻找更优的凸集顶点，由于实际问题的凸集顶点太多，计算性能无法接受。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种结合专家经验和运筹优化的单线公共车辆调度方法，引入专家经验，经过快速预先计算，通过仿真车辆实际调度过程给出车辆调度问题的一个接近最优解的可行解，然后以这个可行解作为初值，通过运筹优化方法计算出最优解或次优解，以提高车辆调度求解问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1：根据输入的发车时刻表，对公交车主站和公交车副站分别计算逆差函数得到理论最小配车数，在理论最小配车数的基础上，结合车辆调度问题的约束条件，同时结合专家经验，利用全双班仿真模拟调度确定实际最小配车数，然后通过单班仿真模拟调度和高峰班仿真模拟调度依次获得最多单班数和最大高峰班数，并由单班仿真模拟调度、全双班仿真模拟调度和高峰班仿真模拟调度得到车辆调度问题的次优解；/n步骤S2：建立混合整数规划模型，将上述步骤S1得出的次优解作为初值，在统筹优化方法的基础上，通过车辆调度的仿真模拟过程得到车辆调度问题的提高解...

【技术特征摘要】
1.一种结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：根据输入的发车时刻表，对公交车主站和公交车副站分别计算逆差函数得到理论最小配车数，在理论最小配车数的基础上，结合车辆调度问题的约束条件，同时结合专家经验，利用全双班仿真模拟调度确定实际最小配车数，然后通过单班仿真模拟调度和高峰班仿真模拟调度依次获得最多单班数和最大高峰班数，并由单班仿真模拟调度、全双班仿真模拟调度和高峰班仿真模拟调度得到车辆调度问题的次优解；
步骤S2：建立混合整数规划模型，将上述步骤S1得出的次优解作为初值，在统筹优化方法的基础上，通过车辆调度的仿真模拟过程得到车辆调度问题的提高解，实现车辆调度问题的优化目标。


2.如权利要求1所述的一种结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，所述步骤S1中的车辆调度问题的约束条件是指劳动作息规则约束和场站约束，包括以下6种：a.司机用餐；b.充电补能；c.连续班次间休息；d.午间休息时间；e.总工作时间；f.车辆的最后一个运营班次要回到早上头班的出发站点。


3.如权利要求1所述的一种结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，所述步骤S2中的车辆调度问题的优化目标分为以下2种：a.需要的车辆数最少；b.需要的司机数量最少；
且优先实现优化目标a，再实现优化目标b。


4.如权利要求1所述的一种结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：
步骤S11：根据输入的发车时刻表对公交车主站和公交车副站分别计算逆差函数得到理论最小配车数，并结合所述车辆调度问题的约束条件，然后利用全双班仿真模拟调度确定实际最小配车数，如果全双班仿真模拟调度仿真成功则结束，否则添加车辆直至仿真成功为止;
步骤S12：在步骤S11确定了实际最小配车数的基础上从后往前试探单班车，通过单班仿真模拟调度得到最多单班数，如果单班仿真模拟调度仿真失败则结束，否则添加单班车辆直至仿真失败为止;
步骤S13：在步骤S11得到最小双班数的基础上从后往前试探高峰班车，通过高峰班仿真模拟调度得到最大高峰班数，如果高峰班仿真模拟调度仿真失败则结束，否则添加高峰班车辆直至仿真失败为止。


5.如权利要求4所述的一种结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，所述步骤S11中计算逆差函数的过程为:
根据发车时刻表对公交车主站和公交车副站分别计算主站逆差函数deficit-main(i)和副站逆差函数deficit-second(j):
deficit-main(i)=；
deficit-second(j)=；
最终主站/副站理论最小配车数为：
主站最小配车数=max(deficit-main(i))，i∈I为主站的车辆发出或到达时刻；
副站最小配车数=max(deficit-second(j))，j∈J为副站的车辆发出或到达时刻。


6.如权利要求1所述的结合专家经验和运筹优化技术的单线公交调度方法，其特征在于，所述步骤S2中车辆调度的仿真模拟过程为：
准备工作：建立车辆状态变化的集合Z=I∪J,z∈Z并按时间排序，其中I为主站的车辆发出或到达时刻，J为副站的车辆发出或到达时刻；建立集合：主站待发车辆p∈P、主站到副站在途车辆q∈Q、副站待发车辆s∈S、副站到主站在途车辆t∈T，然后按照以下步骤进行车辆调度的仿真模拟：
步骤L1：按...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彤，薛博，李宇飞，
申请(专利权)人：深圳市都市交通规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44