一种公交实时调度方法技术

本发明专利技术公开一种公交实时调度方法，所述方法包括：定义实体状态并给定初始状态；定义任务网络结构并给定初始任务网络；定义领域知识；获取当前任务网络与状态集合；通过领域知识与状态集合将复合任务分解为可以执行的原子任务，选择相应的操作执行任务；更新实体状态与任务网络；不断重复直到所有任务执行完成。本发明专利技术给出了一种基于层次任务网络的公交实时调度方法，能够通过复合任务的分解实时的给出车辆运行方案。该方法能够有效地处理实时情况下的各种突发情况，并给出车辆调度方案，提高了公交的准点率，进而提升了公交的服务质量。

【技术实现步骤摘要】
一种公交实时调度方法
本专利技术涉及公共交通实时调度
，具体涉及一种公交实时调度方法。
技术介绍
由于公交站点客流的波动性，以及运营环境的不确定性，例如道路拥堵、恶劣天气、车辆故障等，都使得公交运营服务经常晚点、无法按计划执行，从而影响公交服务质量。合理的实时调整发车时间可以降低这些不确定干扰带来的负面效应。为此，许多研究致力于运用控制策略进行动态调度。主要可以分为脱机调度和实时调度。脱机调度主要是通过对每个单程设计一个松弛时间用于补偿晚点到达。然而，由于干扰的随机性，即使预先设置一个较大的松弛时间，也无法保证每个单程都能准点到达。实时调度控制策略分为站内策略（跳站和站内等待）和站间策略（超车与信号灯优先）由于其简单有效，往往更受到青睐。遵循规划方案的控制策略只适用于道路状况简单的国家，对于道路状况复杂的发展中国家，保证发车间隔是更重要的。为了解决满足发车间隔约束的动态车辆调度问题，本专利技术提出了一种层次任务网络调度方法，将复杂的实时调度问题分解为可以直接求解的原子问题，然后通过对原子问题的求解得到实时调度方案。本专利技术通过对实时状态的判断，计算出单程的发车时间，能够有效的减少大间隔与串车现象的发生，保证了发车间隔的稳定，提高了公交的服务质量。
技术实现思路
本专利技术针对公交车辆运营过程中发车间隔难以维持的问题，提供一种公交实时调度方法，来维持实时运营过程中发车间隔的稳定，同时减少大间隔以及串车现象的发生。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术实施例提供一种公交实时调度方法，包括以下步骤：步骤1，定义实体状态并给定初始状态；步骤2，定义任务网络结构并给定初始任务网络；步骤3，定义领域知识；步骤4，获取当前任务网络与状态集合；步骤5，通过领域知识与状态集合将复合任务分解为可以执行的原子任务，选择相应的操作执行任务；步骤6，更新实体状态与任务网络；步骤7，重复步骤4-6，直到所有任务执行完成。本专利技术实施例提供一种公交实时调度方法，根据实时环境下的车辆、单程、站点的状态；通过领域知识将当前任务网络中的复合任务进行分解后执行；不断重复直到所有的任务执行完毕；最终得到一组实时调度方案。本专利技术能够有效的保障公交运营过程中发车间隔的稳定，减少串车以及大间隔现象的发生，提高了公交的服务水平与质量。附图说明图1为本专利技术实施例一种公交实时调度方法被执行时的流程示意图；图2为本专利技术实施例车辆状态示意图；图3为本专利技术实施例单程状态示意图；图4为本专利技术实施例站点状态示意图；图5为本专利技术实施例复合任务分解示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例一种公交实时调度方法被执行时的流程示意图；如图1所示，包括以下步骤：步骤1，定义实体状态组成并给定初始状态；步骤2，定义任务网络结构并给定初始任务网络；步骤3，定义领域知识；步骤4，获取当前任务网络与状态集合；步骤5，通过领域知识与状态集合将复合任务分解为可以执行的原子任务，选择相应的操作执行任务；步骤6，更新实体状态与任务网络；步骤7，重复步骤4-6，直到所有任务执行完成。具体的，首先需要定义车辆、单程、站点的状态以及初始状态，其中初始状态要在一天的运营任务开始之前根据车辆、站点、单程的实时状态给出；任务网络是指为了完成当日的运营还需要做的任务，通常任务网络包含复合任务与原子任务及其所需要的条件，本专利技术任务网络所包含的复合任务有：处理车辆、执行单程、确定正常发车时间、确定晚点发车时间、确定车辆出场时间，任务网络所包含的原子任务有：返场、中途返场、停站、准时发车、延时发车、车场准时发车、车场延时发车、取消前置单程、取消单程、结束调度；领域知识包含分解器与操作器，分解器的作用是根据不同的条件将复合任务分解为原子任务，操作器是用来处理原子任务；随着公交运营的开展，每当有单程结束或者单程开始事件发生时就要获取当前任务网络与状态集合；通过领域知识与状态集合将复合任务分解为可以执行的原子任务，选择相应的操作执行任务，具体的分解与操作流程将在图5的解释中展开；更新实体状态与任务网络；不断重复直到所有任务处理完成。图2为本专利技术实施例车辆状态示意图；如图2所示，车辆包含以下状态：状态1，在站点；状态2，在途；状态3，在车场。具体的，车辆在站点，状态表示为（在站点，所属车场，到达站点，到达时间），其中所属车场表示公交车所属的过夜车场，到达站点表示车辆所在的站点，到达时间表示车辆到达当前站点的时间；车辆在途中，状态表示为（在途，执行单程，出发站点，出发时间，到达站点），执行单程表示车辆当前正在执行的单程，出发站点表示车辆执行该单程时出发的站点，出发时间表示车辆开始执行该单程时的时间，到达站点表示车辆执行完该单程后到达的站点；车辆在车场，状态表示为（在车场，使用标志，所属车场，到达站点，到达时间），其中使用标志为1代表车辆已经执行过单程，使用标志为0代表车辆还未执行过单程。车辆初始状态均为在车场，且使用标志为0。图3为本专利技术实施例单程状态示意图；如图3所示，单程包含以下状态：状态1，将要执行；状态2，正在执行；状态3，执行完毕。具体的，单程将要执行，状态表示为（将要执行，出发站点，出发时间，到达站点）；单程正在执行，状态表示为（将要执行，出发站点，出发时间，到达站点，所用车辆）；单程执行完毕，状态表示为（执行完毕，出发站点，出发时间，到达站点，到达时间，所用车辆）。图4为本专利技术实施例站点状态示意图；如图4所示：具体的，站点状态为（站点名称，前一单程出发时间，后一单程出发时间），前一单程出发时间表示最近由本站点出发的单程出发时间，后一单程出发时间表示最近将要由本站点出发的单程出发时间。图5为本专利技术实施例复合任务分解示意图；如图5所示，包括以下步骤：步骤51：判断当前任务列表中是否有单程结束或者单程开始；步骤52：如果有单程结束，则将实时调度任务分解为处理车辆子任务；如果有单程开始，则将实时调度任务分解为执行单程子任务；步骤53：当任务分解为处理车辆时，判断如果车辆到达时间晚于本站最后一趟单程的出发时间，则将处理车辆任务分解为返场子任务并执行步骤58；如果预计停站时间过长，则将处理车辆任务分解为中途返场子任务并执行步骤58；如果即将有单程由本站发车，则将处理车辆任务分解为停站子任务；步骤54：当任务分解为执行单程时，判断如果该车辆当前所在站点内有车，则将执行单程任务分解为确定正常发车时间任务并执行步骤55；如果预计短时间内有车到达该站点，则将执行单程任务分解为确定晚点发车时间任务并执行步骤55；如果车场有合适车辆，则将执行单程任务分解为确定车辆出场时间任务并执行步骤55；如果无合适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公交实时调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，定义实体状态并给定初始状态；/n步骤2，定义任务网络结构并给定初始任务网络；/n步骤3，定义领域知识；/n步骤4，获取当前任务网络与状态集合；/n步骤5，通过领域知识与状态集合将复合任务分解为可以执行的原子任务，选择相应的操作执行任务；/n步骤6，更新实体状态与任务网络；/n步骤7，重复步骤4-6，直到所有任务执行完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种公交实时调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，定义实体状态并给定初始状态；
步骤2，定义任务网络结构并给定初始任务网络；
步骤3，定义领域知识；
步骤4，获取当前任务网络与状态集合；
步骤5，通过领域知识与状态集合将复合任务分解为可以执行的原子任务，选择相应的操作执行任务；
步骤6，更新实体状态与任务网络；
步骤7，重复步骤4-6，直到所有任务执行完成。


2.根据权利要求1所述的一种公交实时调度方法，其特征在于，所述实体状态包括：
步骤21，定义三种车辆状态分别为车辆在站点，状态表示为（在站点，所属车场，到达站点，到达时间）；车辆在途中，状态表示为（在途，执行单程，出发站点，出发时间，到达站点）；车辆在车场，状态表示为（在车场，使用标志，所属车场，到达站点，到达时间），车辆初始状态均为在车场，且使用标志为未使用；
步骤22，定义三种单程状态分别为单程将要执行，状态表示为（将要执行，出发站点，出发时间，到达站点）；单程正在执行，状态表示为（将要执行，出发站点，出发时间，到达站点，所用车辆）；单程执行完毕，状态表示为（执行完毕，出发站点，出发时间，到达站点，到达时间，所用车辆）；
步骤23，定义站点状态为（站点名称，前一单程出发时间，后一单程出发时间）。


3.根据权利要求1所述的一种公交实时调度方法，其特征在于，所述任务网络结构以及初始任务网络包括：
步骤31，任务网络的结构为（（任务1，约束1），（任务2，约束2）,…,（任务n，约束n）），其中n为总任务数，这里的任务可以是复合任务也可以是原子任务；
步骤32，初始任务网络为所有的初始单程任务，其中每个单程任务对应的约束为出发时间以及车辆约束。


4.根据权利要求1所述的一种公交实时调度方法，其特征在于，所述领域知识包括：
步骤41，领域知识包括操作器与分解器，其中操作器用来执行原子任务，分解器用来分解复合任务；
步骤42，操作器的属性包括（名称，条件，单程号，执行时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈吟东，沈若愚，
申请(专利权)人：武汉禾青优化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42