一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，包括：数据获取模块，用于融合多源数据预测各时隙到达远程停车场侧车站的人数，并确定模块化公交性能参数、旅客时间成本参数与运营参数；调度方案生成模块，基于构建的调度模型，输入数据获取模块所得参数，求解模块化公交发车计划；运作模块，用于按照模块化公交发车计划自动编组和发车，完成远程停车场与机场航站楼之间的旅客接驳。本发明专利技术结合远程停车理念与新兴模块化自动驾驶公交技术，为机场陆侧集疏运体系提供新思路，以缓解机场航站楼周围道路拥堵、用户停车难和费用高的问题，同时提高远程停车场运营的营收，形成规模效益以降低能耗。形成规模效益以降低能耗。形成规模效益以降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统


[0001]本专利技术涉及模块化自动驾驶公交运营的
，尤其是指一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统。

技术介绍

[0002]随着经济增长和科技发展，航空出行方式逐渐普及，以其便捷、舒适、快速的特点，成为越来越多人的长途出行选择。与此同时，国民小汽车保有量不断上升，机场旅客中有相当一部分选择私家车出行，这给机场停车带来很大压力。建设与机场空侧设施和功能相匹配的陆侧集疏运体系，对于提升航空出行的竞争力十分重要。目前机场路侧小汽车出行存在以下痛点：航站楼周围用地紧张，而停车场的建设需要大量土地空间，因此航站楼附近车位少且停车价格昂贵；在航班高峰时段，机场附近路段易出现拥堵，可能导致旅客行程延迟甚至误机。
[0003]为缓解机场路侧交通拥堵与用地紧张，并为小汽车出行者提供更优惠的服务，远程停车应运而生，并由此产生了航站楼与远程停车场之间的接驳需求。目前公营的远程停车场利用接驳巴士往返于远程停车场与航站楼之间，由于旅客高低峰不同，这种接驳方式导致部分旅客等待时间较长，或者造成车辆资源的浪费。而私人经营模式难以统筹监管，可靠性不高，一对一的服务模式效率也相对低下。
[0004]模块化自动驾驶公交(简称模块化公交)是交通领域的新热点，它为电力驱动，以自动驾驶技术为基础。6
‑
8座小型电动无人驾驶公交可根据旅客人数编组发车，实现灵活拼接与拆分，以提升城市交通服务的智能化和精准化，在节约能源、定向服务等方面优势巨大。目前，模块化公交的研究主要集中于可变容量的模块化车辆运行方法和算法，对于机场旅客疏运系统应用场景下的研究尚有空缺。
[0005]基于此，本专利技术结合远程停车理念与新兴模块化自动驾驶公交技术，创新性地提出了一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，为机场陆侧集疏运体系提供新思路。相较于其他机场远程停车传统接驳方案，模块化公交在经济性、环保性、低延迟性等方面均更胜一筹，且符合智慧交通的建设理念。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于缓解机场航站楼周围道路拥堵、停车位紧张、用户停车难和费用高的问题，提供了一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，帮助机场缓解陆侧设施压力，同时提高远程停车场运营的营收，形成规模效益，降低能耗。获取航班信息和用户预约信息，利用调度模型求解最佳发车方案，可实现模块化自动驾驶公交自动编组发车，从而完成远程停车场与机场航站楼间疏运，为旅客提供更可靠、便捷的接驳服务。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，包括：
[0008]数据获取模块，用于融合多源数据预测各时隙到达远程停车场侧车站的人数，并
确定模块化自动驾驶公交性能参数、旅客时间成本参数与运营参数；
[0009]调度方案生成模块，基于构建的调度模型，输入所述数据获取模块所得参数，求解模块化自动驾驶公交发车计划，即何时发车、发车编组车辆数，其目标为最小化旅客和运营机构的总经济成本；
[0010]运作模块，用于按照所述模块化自动驾驶公交发车计划自动编组和发车，完成远程停车场与机场航站楼之间的旅客接驳。
[0011]进一步，在所述数据获取模块中，所述多源数据包括小程序预约数据和机场航班数据，规定B＝[0,1,2,...,J]为离散时间点集合，J为时隙总数，j为离散时间点索引，j取J时表示最后一个离散时间点，各时隙到达远程停车场侧车站的人数计算公式为：
[0012]a
j
＝α
×
a
1j
+β
×
a
2j
[0013]式中，a
j
表示[j
‑
1,j]时隙内到达车站的预估旅客人数；a
1j
表示通过小程序预约数据获取的[j
‑
1,j]时隙内到达车站的预估旅客人数；a
2j
表示通过机场航班数据获取的[j
‑
1,j]时隙内到达车站的预估旅客人数；α、β表示权重，且α+β＝1，α＞0,β＞0；
[0014]通过小程序预约数据获取的各时隙到达车站的预估旅客人数，能够基于远程停车场预约小程序上用户填写的到达停车场时间统计得到；
[0015]通过机场航班数据获取的各时隙到达车站的预估旅客人数，计算公式为：
[0016]a
2j
＝g(S
j
*σ)
[0017]式中，S
j
表示在[j
‑
1,j]时隙后未来一段时间内到达航站楼的旅客数，能够基于机场航班表、各航班载客量和预定上座率统计得到；σ表示选用模块化自动驾驶公交前往航站楼的旅客分摊比，能够基于历史运营数据和调研实况数据获得；函数g拟合旅客到达远程停车场侧车站随时间的分布，将未来一段时间内采用模块化自动驾驶公交到达航站楼的人数投射至[j
‑
1,j]时隙，获得[j
‑
1,j]时隙内到达远程停车场侧车站的旅客数，其计算能够采取二阶高斯混合模型，也能够基于调查数据获得；
[0018]所述权重能够基于历史数据，采取多种优化方法，以计算值与实际值的误差最小为目标得到，并且要进行周期性的更新。
[0019]进一步，在所述数据获取模块中，所述模块化自动驾驶公交性能参数包括单个模块化车辆载客容量、单次发车固定能源成本、单次编组车辆数的能源成本系数和能源计算系数；所述旅客时间成本参数包括单位时间每个旅客等车成本；所述运营参数包括最小发车时距和最大车辆编组数。
[0020]进一步，在所述调度方案生成模块中，所述调度模型应用于单一起终点的基于模块化自动驾驶公交的旅客接驳系统内，求解起点处模块化自动驾驶公交发车计划，即何时发车、发车编组车辆数，其目标为最小化乘客和运营机构的总经济成本，包括以下假设：
[0021]规定A＝[0,1,2,...,I]为车辆组成集合,I为最大车辆编组数，i为车辆组成索引，
[0022]采用离散化思路，将待求解发车计划的时间范围[0,T]划分为J个整数时隙δ，δ＝T/J；规定B＝[0,1,2,...,J]为离散时间点集合，J为时隙总数，j为离散时间点索引，j取J时表示所述时间范围内最后一个离散时间点；
[0023]决策变量x
ij
为二元变量，表示在时间j时派出编组数量为i的模块化自动驾驶公交
与否，即确定在各离散时间点j是否发车与相应发车编组车辆数。
[0024]进一步，所述调度模型包括目标函数、安全性约束、人数守恒约束和运营质量约束；
[0025]所述目标函数计算公式为：
[0026][0027]式中，cost
total
表示旅客和运营机构的总经济成本；cost
agency
表示模块化自动驾驶公交运营成本；cost
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，其特征在于，包括：数据获取模块，用于融合多源数据预测各时隙到达远程停车场侧车站的人数，并确定模块化自动驾驶公交性能参数、旅客时间成本参数与运营参数；调度方案生成模块，基于构建的调度模型，输入所述数据获取模块所得参数，求解模块化自动驾驶公交发车计划，即何时发车、发车编组车辆数，其目标为最小化旅客和运营机构的总经济成本；运作模块，用于按照所述模块化自动驾驶公交发车计划自动编组和发车，完成远程停车场与机场航站楼之间的旅客接驳。2.根据权利要求1所述的一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，其特征在于：在所述数据获取模块中，所述多源数据包括小程序预约数据和机场航班数据，规定B＝[0,1,2,...,J]为离散时间点集合，J为时隙总数，j为离散时间点索引，j取J时表示最后一个离散时间点，各时隙到达远程停车场侧车站的人数计算公式为：a
j
＝α
×
a
1j
+β
×
a
2j
式中，a
j
表示[j
‑
1,j]时隙内到达车站的预估旅客人数；a
1j
表示通过小程序预约数据获取的[j
‑
1,j]时隙内到达车站的预估旅客人数；a
2j
表示通过机场航班数据获取的[j
‑
1,j]时隙内到达车站的预估旅客人数；α、β表示权重，且α+β＝1，α＞0,β＞0；通过小程序预约数据获取的各时隙到达车站的预估旅客人数，能够基于远程停车场预约小程序上用户填写的到达停车场时间统计得到；通过机场航班数据获取的各时隙到达车站的预估旅客人数，计算公式为：a
2j
＝g(S
j
*σ)式中，S
j
表示在[j
‑
1,j]时隙后未来一段时间内到达航站楼的旅客数，能够基于机场航班表、各航班载客量和预定上座率统计得到；σ表示选用模块化自动驾驶公交前往航站楼的旅客分摊比，能够基于历史运营数据和调研实况数据获得；函数g拟合旅客到达远程停车场侧车站随时间的分布，将未来一段时间内采用模块化自动驾驶公交到达航站楼的人数投射至[j
‑
1,j]时隙，获得[j
‑
1,j]时隙内到达远程停车场侧车站的旅客数，其计算能够采取二阶高斯混合模型，也能够基于调查数据获得；所述权重能够基于历史数据，采取多种优化方法，以计算值与实际值的误差最小为目标得到，并且要进行周期性的更新。3.根据权利要求1所述的一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，其特征在于：在所述数据获取模块中，所述模块化自动驾驶公交性能参数包括单个模块化车辆载客容量、单次发车固定能源成本、单次编组车辆数的能源成本系数和能源计算系数；所述旅客时间成本参数包括单位时间每个旅客等车成本；所述运营参数包括最小发车时距和最大车辆编组数。4.根据权利要求1所述的一种基于模块化自动驾驶公交接驳的机场旅客疏运系统，其特征在于：在所述调度方案生成模块中，所述调度模型应用于单一起终点的基于模块化自动驾驶公交的旅客接驳系统内，求解起点处模块化自动驾驶公交发车计划，即何时发车、发车编组车辆数，其目标为最小化乘客和运营机构的总经济成本，包括以下假设：规定A＝[0,1,2,...,I]为车辆组成集合,I为最大车辆编组数，i为车辆组成索引，
采用离散化思路，将待求解发车计划的时间范围[0,T]划分为J个整数时隙δ，δ＝T/J；规定B＝[0,1,2,...,J]为离散时间点集合，J为时隙总数，j为离散时间点索引，j取J时表示所述时间范围内最后一个离散时间点；决策变量x<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡郁葱，余知，陈梓锋，纪昀，计云涛，陈哲舒，马川淇，盛伟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：