一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质，在常规定制公交运营模式基础上，新增包车和点对点拼车的运营模式，为乘客提供更个性化的出行选择；提供容量不同的多种车型，调度系统能合理分配车型，提高车辆资源利用率，可在多运营模式下对车辆进行综合调度，兼顾运输效率和乘客出行体验。兼顾运输效率和乘客出行体验。兼顾运输效率和乘客出行体验。

【技术实现步骤摘要】
一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及公交调度
，尤其涉及一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质。

技术介绍

[0002]定制公交是一种以乘客为导向的弹性运输服务，根据预约的订单情况和服务对象的出行需求，按照设定的线路行驶和在站点停靠，为预订出行的乘客提供定制的公共交通服务。
[0003]相关技术中，专利文件CN105070044A通过分析多样化线路运行模式，提出一种考虑多起终点、多车型混载、乘客需求可混载特点的定制公交线路规划方法，该方法能够提高运营企业收益，使定制公交运行模式更为丰富，具有实际推广意义；专利文件CN112561249A提出一种面向乘客实时需求的城市定制公交调度方法，弥补了预定公交模式下，调度中心制定规划线路及派发车辆的过程中常出现的车辆使用不灵活、既定车辆路径与新的乘客需求无法匹配的缺陷；专利文件CN112906221A提出了一种基于预约数据的多车型区域定制公交调度方法，结合了出租车预约模式以及地铁大客流站台候车特点，面向城市中心城区客流高的地带建立多路线多车型定制公交的动态调度方法，同时对预约响应时间进行量化分析，从而提出合理的调度运行方案。
[0004]上述专利都从不同角度提出了定制公交调度与管理方法，但集中在单一的运营模式，即在规划路线上“站站停”的公交运输方式，对于运营方式和车型的配置考虑不够全面，不能灵活地适应不同乘客的出行需求。因此，实有必要提供一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质以解决上述问题。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质，可在多运营模式下对车辆进行综合调度，兼顾运输效率和乘客出行体验。
[0006]本专利技术的技术方案为：
[0007]一种多模式定制公交动态调度方法，包括如下步骤：
[0008]S1：获取乘客提交的订单，将获取的订单加载至未分配订单队列，并根据订单中乘客的期望上车时间对未分配订单队列进行排序；
[0009]S2：获取车辆信息；
[0010]S3：将未分配订单队列中首位订单与所述车辆信息相匹配，基于多模式的调度规划模型为首位订单匹配车辆；
[0011]S4：实时更新所述未分配订单队列及车辆信息。
[0012]优选的，乘客提交订单r的订单信息表示为Request
r
＝{P
r
,O
r
,D
r
,T
r
,M
r
}，其中P
r
为订单r的乘客数量，O
r
为订单r的起始站点，D
r
为订单的终止站点，T
r
为订单r的期望上车时间，M
r
为订单r的出行模式；
[0013]出行模式M
r
包括三种：
[0014]包车模式不允许与其他订单拼车，享受点对点的运送服务；
[0015]点对点拼车模式允许与起始站点及终止站点均相同的其他订单拼车；
[0016]公交模式允许与任意订单拼车。
[0017]优选的，所述车辆信息表示为Vehicle
v
＝{C
v
,N
v
,S
v
,L
v
,F
v
}，式中C
v
为车辆v的核载人数，N
v
为车辆v的实载人数，S
v
为车辆v的当前状态，L
v
为车辆v的当前位置，F
v
为车辆v当前行驶方向，分为正向和反向；
[0018]车辆的当前状态S
v
分为四种：
[0019]空车状态未与任何订单匹配，可以接受任意模式的订单；
[0020]包车状态已与包车模式的订单匹配，不再接收其他订单；
[0021]点对点拼车状态已与点对点拼车模式的订单匹配，可接收点对点拼车模式的订单；
[0022]公交状态车辆已与公交模式的订单匹配，可接收公交模式的订单。
[0023]优选的，所述多模式的调度规划模型包括包车模式调度规划模型、点对点拼车模式调度规划模型及公交模式调度规划模型，所述步骤S3具体为：
[0024]S31：判断未分配订单队列中首位订单的出行模式，若为包车模式，则转步骤S32；若为点对点拼车模式，则转步骤S33；若为公交模式，则转步骤S34；
[0025]S32：基于包车模式调度规划模型，从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间和车辆最小化座位闲置的车辆作为首位订单的匹配车辆；
[0026]S33：搜索未分配订单队列中除首位订单外的订单，选择起始站点、终止站点及出行模式均与首位订单相同，且期望上车时间与首位订单在一定范围内波动的订单，将其与首位订单整合成一个整合订单，基于点对点拼车模式调度规划模型，从处于空车状态或点对点拼车模式下的车辆中选择最小化座位闲置的车辆作为整合订单的匹配车辆；
[0027]S34：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则基于公交模式调度规划模型，从所述备选车辆集合AltVehicle中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆，其中出行方向指的是订单中从起始站点驶向终止站点的方向。
[0028]优选的，所述包车模式调度规划模型目标函数表示为：
[0029][0030]式中，T
current
为当前调度时间；为车辆v到订单r起始站点的行驶距离；v
v
为车辆v的行驶速度；X
rv
为车辆v与订单r的匹配关系，X
rv
＝1表示车辆v被分配给订单r，X
rv
＝0表示车辆v未被分配给订单r；权重系数w用来平衡车辆等待时间成本和车辆座位闲置成本之间的关系，且满足w
∝
K，K为空车占所有车辆比率。
[0031]所述包车模式调度规划模型目标函数存在如下约束条件：
[0032](1)乘客上车时间约束：
[0033][0034](3)车辆核载人数约束：
[0035]C
v
‑
P
r
≥0
[0036](3)车辆状态约束：
[0037]N
v
＝1
[0038](4)车辆行驶方向约束：
[0039][0040]式中，表示订单的出行方向，即从起始站点驶向终止站点的方向；
[0041](5)订单分配约束：
[0042][0043](6)0
‑
1变量约束
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取乘客提交的订单，将获取的订单加载至未分配订单队列，并根据订单中乘客的期望上车时间对未分配订单队列进行排序；S2：获取车辆信息；S3：将未分配订单队列中首位订单与所述车辆信息相匹配，基于多模式的调度规划模型为首位订单匹配车辆；S4：实时更新所述未分配订单队列及车辆信息。2.根据权利要求1所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，乘客提交订单r的订单信息表示为Request
r
＝{P
r
，O
r
，D
r
，T
r
，M
r
}，其中P
r
为订单r的乘客数量，O
r
为订单r的起始站点，D
r
为订单的终止站点，T
r
为订单r的期望上车时间，M
r
为订单r的出行模式；出行模式M
r
包括三种：包车模式不允许与其他订单拼车，享受点对点的运送服务；点对点拼车模式允许与起始站点及终止站点均相同的其他订单拼车；公交模式允许与任意订单拼车。3.根据权利要求2所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述车辆信息表示为Vehicle
v
＝{C
v
，N
v
，S
v
，L
v
，F
v
}，式中C
v
为车辆v的核载人数，N
v
为车辆v的实载人数，S
v
为车辆v的当前状态，L
v
为车辆v的当前位置，F
v
为车辆v当前行驶方向，分为正向和反向；车辆的当前状态S
v
分为四种：空车状态未与任何订单匹配，可以接受任意模式的订单；包车状态已与包车模式的订单匹配，不再接收其他订单；点对点拼车状态已与点对点拼车模式的订单匹配，可接收点对点拼车模式的订单；公交状态车辆已与公交模式的订单匹配，可接收公交模式的订单。4.根据权利要求3所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述多模式的调度规划模型包括包车模式调度规划模型、点对点拼车模式调度规划模型及公交模式调度规划模型，所述步骤S3具体为：S31：判断未分配订单队列中首位订单的出行模式，若为包车模式，则转步骤S32；若为点对点拼车模式，则转步骤S33；若为公交模式，则转步骤S34；S32：基于包车模式调度规划模型，从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间和车辆最小化座位闲置的车辆作为首位订单的匹配车辆；S33：搜索未分配订单队列中除首位订单外的订单，选择起始站点、终止站点及出行模式均与首位订单相同，且期望上车时间与首位订单在一定范围内波动的订单，将其与首位订单整合成一个整合订单，基于点对点拼车模式调度规划模型，从处于空车状态或点对点拼车模式下的车辆中选择最小化座位闲置的车辆作为整合订单的匹配车辆；S34：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆；若所述备选车辆集合AltVehicle不
为空集，则基于公交模式调度规划模型，从所述备选车辆集合AltVehicle中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆，其中出行方向指的是订单中从起始站点驶向终止站点的方向。5.根据权利要求4所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述包车模式调度规划模型目标函数表示为：式中，T
current
为当前调度时间；为车辆v到订单r起始站点的行驶距离；v
v
为车辆v的行驶速度；X
rv
为车辆v与订单r的匹配关系，X
rv
＝1表示车辆v被分配给订单r，X
rv
＝0表示车辆v未被分配给订单r；权重系数w用来平衡车辆等待时间成本和车辆座位闲置成本之间的关系，且满足w
∝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓伟，徐依菲，徐彪，谢国涛，秦兆博，秦晓辉，边有钢，胡满江，秦洪懋，丁荣军，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：