一种公交发车时刻表优化方法技术

本发明专利技术涉及一种公交发车时刻表优化方法，属于智能交通领域；具体为：首先，针对单路公交车，将运营时间划分为若干发车时间段，并遍历各时间段间内可行的发车间隔；然后，基于历史客流，对每个发车时间段内所有乘客的行驶里程进行加和，得到各发车时间段对应的实际运力需求值；接着，利用发车间隔计算各时间段对应的运力提供值；基于两者的差值计算各时间段对应的运力匹配值，并构建评价函数；最后，按时间顺序逐个选择发车时间段，并逐个选择该时间段内的发车间隔，利用评价函数对发车间隔进行评价，选择各时间段内评价值最小的发车间隔，组成该路公交车的发车时刻点序列。本发明专利技术有效降低了公交公司运营成本，满足了乘客的实际需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种公交发车时刻表优化方法


[0001]本专利技术属于智能交通领域，特别涉及一种公交发车时刻表优化方法。

技术介绍

[0002]为了缓解当前城市公共交通存在的拥堵问题，减少空气污染，方便居民寻找到适合自己出行的交通方式同时避免社会资源的浪费，提高城市居民出行的获得感，需要不断的优化城市交通结构，提高市民选择公共交通出行的次数和比例是当前解决城市病的一个重要策略。
[0003]无论是发达国家还是发展中国家，公共交通出行都是被其交通部门提倡的出行工具。公交运营的核心问题包括公交线网的设计及优化、乘客的历史客流的补全与统计、运力优化(时刻表的生成)、车辆排班、人员排班和人员轮班等。运力优化主要是结合历史的客流数据对于运力进行优化并且得出相应的时刻表，运力优化是公交系统的核心。
[0004]制定发车时刻表的前提条件是生成公交车的发车间隔，主要依据相同线路的历史客流及历史行程记录数据。公交公司作为一个企业，其中一个重要的诉求便是用最少的车尽量满足乘客的需求并获得最大的利益，而乘客则希望尽量减少等车时间，获得更加方便快捷的出行体验；兼顾考虑公交公司企业的经济因素和城市居民的诉求，生成合适的时刻表对于公交公司来说十分关键。
[0005]对于能够兼顾各方利益和需求的优秀时刻表生成算法，一直是公共交通领域研究的热点问题之一。但是目前公交巴士公司的时刻表主要通过运用问卷调查，总结过往经验等传统方法得到，手动确定最佳的发车时间间隔并制定人工编制发车时刻表，这种方法存在如下不足：
[0006](1)人工制定时刻表效率低下，并且对编制时刻表的工作人员的经历要求十分丰富，需要大量的历史实战经历，同时需要调查走访大量的过往乘客从而收集有效问卷，难以普及。
[0007](2)时刻表的编制基于历史公交客流，人为的设定公交时刻表即便参考历史客流也是很难做数学上统计和分析，更难形成算法，具有很强的主管片面性，难以充分考虑实际情况。
[0008](3)目前关于时刻表生成的研究虽然很多，但是大多数依然处于理论基础研究阶段，理论的研究与实际的应用不能够相提并论，没有考虑一些特定的实际情况的时刻表优化算法难以真正应用在真实公交运营中；公交公司的实际情况复杂多变，理论与实际相结合依然是急需要解决的困难点。
[0009]综上所述，研究出能够考虑实际需求的、同时符合客流需求的，同时兼顾乘客需求和公交集团经济利益的公交发车时刻表依然是有价值和意义的重点课题。

技术实现思路

[0010]针对上述问题，本专利技术提供了一种公交发车时刻表优化方法，基于历史客流并进
行统计，优化出符合乘客需求的发车时刻表。
[0011]所述的公交发车时刻表优化方法，包括以下步骤：
[0012]步骤一、针对单路公交车，将该公交车全天的运营时间划分为若干发车时间段，并遍历各发车时间段间内每一个可行的发车间隔；
[0013]具体为：发车时间段以每小时为一个单位进行等距划分，首发时刻点到下一个整点时刻作为单独时间段，末发时刻点回溯到与其最近的整点时刻作为单独时间段；
[0014]发车间隔为时间段内所有可行的发车间隔，具体取值结合公司实际情况设定，理论取值为1
‑
60。
[0015]步骤二、统计该路公交车一段时间内的历史客流，通过单表或多表查询，找到客流中各乘客所乘坐班次的发车时刻点，对应到各自的发车时间段；
[0016]步骤三、对于每个发车时间段，找到各时间段内所有乘客的行驶里程进行加和，得到各发车时间段对应的运力需求值；
[0017]第k个时间段的运力需求值N(k)计算公式为：
[0018][0019]pk为第k个时间段的乘客总数；Distance(i)为第i个乘客的乘车距离。
[0020]步骤四、针对每个发车时间段，利用发车间隔计算各时间段对应的运力提供值；
[0021]首先，针对当前长度为m的发车时间段，计算该时间段内的发车数量为n＝[m/t]；
[0022][]为向下取整操作，t为发车间隔；
[0023]然后，计算车辆最大承载人数QA：
[0024]QA＝QR
×
r
[0025]QR为每个车辆核定的载客量；r为车辆最大载客率；
[0026]最后，计算运力提供值S：
[0027]S＝QA
×
n
×
L
[0028]L为单个车辆的线路里程；
[0029]步骤五、利用各发车时间段的运力提供值与运力需求值，计算各时间段对应的运力匹配值；
[0030]运力匹配值TM为运力提供值S与运力需求值N的差值，即TM＝S
‑
N。
[0031]步骤六、按时间顺序逐个选择发车时间段，并逐个选择该时间段内的发车间隔，利用评价函数对发车间隔进行评价；
[0032]评价函数计算如下：E＝R
TM
×
TM+R
TW
×
TW；
[0033]TM为当前发车间隔的运力匹配值；TW为发车间隔对应的乘客等车时间；R
TM
为运力匹配值TM的权重值；R
TW
为乘客等车时间TW的权重值。
[0034]步骤七、判断当前发车间隔的评价函数值是否小于前一个发车间隔的评价函数值，如果是，更新该发车间隔为最优发车间隔，否则，保持当前发车间隔不变，返回步骤六选取当前时间段内的下一个发车间隔，直至当前发车时间段判断完毕；
[0035]步骤八、返回步骤六，继续选择下一个发车时间段，重复判断该时间段内的发车间隔，直至将所有发车时间段判断完毕，输出最终的最优发车间隔，确定该路公交车的发车时刻点序列。
[0036]本专利技术的优点在于：
[0037]1)、一种公交发车时刻表优化方法，相对传统的方法，本专利技术采用了基于穷举的公交发车时刻表优化方法，解决了公交公司发车时刻表的制定问题，同时该解决方法具有一定普适性。
[0038]2)、一种公交发车时刻表优化方法，对于存储空间的需求量比较低，运行时间也比较短，可以在短时间内生成所需要的解。
[0039]3)、一种公交发车时刻表优化方法，生成的发车时刻表时刻点数量小于传统手工编制的发车时刻点数量，有效降低了公交公司运营成本。
[0040]4)、一种公交发车时刻表优化方法，相比于基于人工经验编制的发车时刻表，本专利技术生成的基于客流数据的发车时刻表，更加符合客流随时间变化的情况，也更加符合实际中公交线路的实际情况。生成时刻表提供的运力大于乘客实际需求的运力，且生成时刻表提供运力的变化趋势与乘客实际需求运力的变化趋势基本一致。因此，本专利技术生成的发车时刻表满足了乘客实际需求。
[0041]5)、一种公交发车时刻表优化方法，全天的发车间隔变化比较平滑，时间段内发车间隔保持不变，时间段之间发车间隔不会大幅跳跃，满足公交公司的实际需求。
附图说明
[0042]图1为本专利技术一种公交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公交发车时刻表优化方法，其特征在于：(1)实际运力需求计算：将公交线路的运营时间按小时进行划分，每小时为一个时间段；在每一个时间段，利用该公交线路的历史客流数据，得到该时间段内从控制点发出的车辆，进而得到乘坐这些车辆的乘客的乘坐里程；将该段时间内，乘坐这些车辆的所有乘客的乘坐里程求和，作为实际运力需求值；(2)实际运力需求和提供运力的匹配：在该时间段内，对于每一个候选的发车间隔，用该时间段的时长除以发车间隔，得到该时间段内发出的车辆总数，据此计算该发车间隔提供的运力值；该运力值与实际运力需求值的差值即为运力匹配值；(3)对于每一个时间段，遍历所有可能的发车间隔，构造发车间隔的评价函数，利用运力匹配值和乘客等车时间来评价每个发车间隔；然后选取最优的发车间隔作为该时间段的发车间隔；确定好每个时间段的发车间隔后，最终得到完整的发车时刻表。2.如权利要求1所述的一种公交发车时刻表优化方法，其特征在于，所述发车时间段按小时进行等距划分，首发时刻点到下一个整点时刻作为单独时间段，末发时刻点回溯到与其最近的整点时刻作为单独时间段；发车间隔为时间段内所有可行的发车间隔，具体取值结合实际情况设定。3.如权利要求1所述的一种公交发车时刻表优化方法，其特征在于，所述实际运力需求值中，针对直线型线路，第k个时间段的运力需求值N(k)计算公式为：pk为第k个时间段的乘客总数；Distance(i)为第i个乘客的乘车距离；针对支线型线路，第k个时间段的运力需求值N(k)计算公式为：Sub...

【专利技术属性】
技术研发人员：左兴权，王开元，黄海，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：