一种基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，包括：根据区域行驶信息生成车辆行驶地图，并计算各停靠站点之间行走信息，生成各站点区域间实时行走信息集；采集多种类型车辆所述实时行走信息，生成实时行走信息总集；采集乘客出行信息，生成乘客出行信息集；基于所述乘客出行信息集和所述实时行走信息总集建立组合优化模型，实现多车型车队配置优化。在满足乘客出行需求的前提下，利用有限车辆提供更好的水平的公共交通服务，对现有的公交车队配置排班方式进行优化，从而优化公交系统的运营，提高运行乘坐的满座率，提高车辆的实用效率，节约公交系统的运行成本。节约公交系统的运行成本。节约公交系统的运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法


[0001]本专利技术涉及公交车队配置方案
，尤其涉及一种基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法。

技术介绍

[0002]近年来大运量合乘交通模式是城市居民常规出行的重要方式，各类型柔性公交服务模式可以满足不同类别的公交出行需求，为传统公交的集中化运输模式提供有效补充，发展潜力巨大。随着城市的发展进程，交通拥堵、环境污染、出行者职住分离及人口老龄化等交通和社会问题日益突出，柔性公交系统的应用和推广倍受关注。
[0003]目前，在纯电动公交的实际运营中，不同类型的公交车辆载客能力也不同，在很多路段由于人流量的限制，会出现入座率低下的空载现象，提高车辆使用效率低下，浪费公共交通系统的资源。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：目前，在纯电动公交的实际运营中，不同类型的公交车辆载客能力也不同，在很多路段由于人流量的限制，会出现入座率低下的空载现象，提高车辆使用效率低下，浪费公共交通系统的资源。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，包括：根据区域行驶信息生成车辆行驶地图，并计算各停靠站点之间行走信息，生成各站点区域间实时行走信息集；采集多种类型车辆所述实时行走信息，生成实时行走信息总集；采集乘客出行信息，生成乘客出行信息集；基于所述乘客出行信息集和所述实时行走信息总集建立组合优化模型，实现多车型车队配置优化。
[0008]作为本专利技术所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法的一种优选方案，其中：将所述车辆行驶地图上入出发地站和目的地站点定作为起终点，通过导航获取所述为起终点之间车辆行驶的行走信息，所述行走信息包括车辆行驶距离和行驶时间。
[0009]作为本专利技术所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法的一种优选方案，其中：所述实时行走信息总集区域间包括不同时段的实时走行距离和时间信息矩阵。
[0010]所述乘客出行信息包括乘客上下站起终点信息，非换乘与换乘乘客的起终点，常规公交乘客出行起终点，柔性公交乘客预约起终点和柔性公交乘客出行起终点。
[0011]作为本专利技术所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法的一种优选方案，其中：所述柔性公交乘客起终点，计算公式如下：
[0012]Q
FBUS
＝Q
FBUSbooking
+Q
BUS
*P
[0013]其中，Q
FBUS
表示柔性公交需求矩阵，Q
FBUSbooking
表示柔性公交预约需求矩阵，Q
BUS
表示现状常规公交需求矩阵，P表示常规公交乘客至柔性公交方式的转移概率矩阵。
[0014]建立乘客出行信息集和所述实时行走信息总集建立组合优化模型，所述实时行走信息总集和乘客出行信息集通过α1和α2权重系数组合：
[0015][0016]其中，M表示公交车辆类型集合，以m表示索引，K
m
表示m型公交车辆集合，以k表示索引，S表示柔性公交站点集合，以i,j表示索引，表示0
‑
1变量，表示若m型车辆k依次途径站点i和j表示1，否则表示0，D
ij
表示站点i到j直达所需时间，根据区域间实时走行时间信息矩阵获取，I
ij
表示站点i到j实际走行时间，表示车辆走行路径中各个站点间的走行时间与站点停靠时间之和。
[0017]作为本专利技术所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法的一种优选方案，其中：不同车型的乘客容量也不同，车型对所述乘客容量的约束关系表达式为：
[0018][0019]其中，W表示起终点对集合，以w表示索引，表示m型车辆k服务的第w个起终点对的客流需求量，表示m型公交额定载客量；
[0020]车辆需要对全部停靠站点进行停靠：
[0021][0022]所述乘客容量对停靠站点乘客客流约束，其关系表达式为：
[0023][0024]其中，q
w
表示第w个起终点对的客流需求，根据柔性公交乘客出行起终点获取，流量守恒约束关系表达式：
[0025][0026]避免线路运行时间过长，对站点停靠的站点数进行约束，其关系表达式为：
[0027]N
mk
≤N
max
[0028]其中，N
mk
表示m型车辆k停靠站点数量，N
max
表示车辆最多停靠的站点数量。
[0029]作为本专利技术所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法的一种优选方案，其中：基于所述组合优化模型根据Inver
‑
Over交叉变异混合的遗传算法获取多车型车队配置方案；通过将个体编码运用自然数编码，将每个染色体看做由辆车的站点走行序列即多行数字组成，每一行中自然数的先后顺序即为车辆路径站点顺序；利用排列组合方式随机生成车辆路径站点顺序，并进行是否满足出行需求的判断，满足则保留；进行基因逆转操作，所述基因逆转操作指对种群中个体进行循环倒置操作，使得生成的解大部分来自于群体中其他个体，小部分来自于随机产生，其具体操作过程如下：
[0030]随机选择站点，定义初始值i＝0，对于种群中每一个站点S
i
，赋值于S'，随机选择S'中站点a；产生随机数p，生成站点b，生成随机数p，若p大于变异概率P
m
，进行下一步；若p小于变异概率P
m
，从S'中任意选取站点b；选择新站点S"，标记站点b，从种群中随机选择一个站点S"，将站点S"中a的下一个站点标记为站点b；判断站点b与站点a是否为相邻站点，若站点b与站点a在S'中为相邻站点，进行下一步；进行逆转操作，将站点S'中站点a下一个站点至站点b间的所有站点进行倒序排列；判断是否更新站点S
i
，计算新站点S'和站点S
i
的适应度函数值f(S')和f(S
i
)，若f(S')>f(S
i
)，则以更优质的站点S'替换站点S
i
，否则将站点b赋值于a，i＝i+1，转至初始步骤，重新计算，直到达到预定迭代次数，停止运算，得到柔性公交不同时段各个车型车辆的配置方案。
[0031]本专利技术的有益效果：本专利技术的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，在通过多源数据可获取城市区域间动态交通需求的背景下，使用多容量车队进行公交系统设计，形成多车型车辆配置方案，在满足乘客出行需求的前提下，利用有限车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于，包括：根据区域行驶信息生成车辆行驶地图，并计算各停靠站点之间行走信息，生成各站点区域间实时行走信息集；采集多种类型车辆所述实时行走信息，生成实时行走信息总集；采集乘客出行信息，生成乘客出行信息集；基于所述乘客出行信息集和所述实时行走信息总集建立组合优化模型，实现多车型车队配置优化。2.如权利要求1所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于：将所述车辆行驶地图上入出发地站和目的地站点定作为起终点，通过导航获取所述为起终点之间车辆行驶的行走信息，所述行走信息包括车辆行驶距离和行驶时间。3.如权利要求2所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于：所述实时行走信息总集区域间包括不同时段的实时走行距离和时间信息矩阵。4.如权利要求3所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于：所述乘客出行信息包括乘客上下站起终点信息，非换乘与换乘乘客的起终点，常规公交乘客出行起终点，柔性公交乘客预约起终点和柔性公交乘客出行起终点。5.如权利要求4所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于：所述柔性公交乘客起终点，计算公式如下：Q
FBUS
＝Q
FBUSbooking
+Q
BUS
*P其中，Q
FBUS
表示柔性公交需求矩阵，Q
FBUSbooking
表示柔性公交预约需求矩阵，Q
BUS
表示现状常规公交需求矩阵，P表示常规公交乘客至柔性公交方式的转移概率矩阵。6.如权利要求5所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于：建立乘客出行信息集和所述实时行走信息总集建立组合优化模型，所述实时行走信息总集和乘客出行信息集通过α1和α2权重系数组合：其中，M表示公交车辆类型集合，以m表示索引，K
m
表示m型公交车辆集合，以k表示索引，S表示柔性公交站点集合，以i,j表示索引，表示0
‑
1变量，表示若m型车辆k依次途径站点i和j表示1，否则表示0，D
ij
表示站点i到j直达所需时间，根据区域间实时走行时间信息矩阵获取，I
ij
表示站点i到j实际走行时间，表示车辆走行路径中各个站点间的走行时间与站点停靠时间之和。7.如权利要求6所述的基于多源数据的柔性公交多车型车队配置方法，其特征在于：不同车型的乘客容量也不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，王春苗，袁泉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：