公交车辆配置与路径设计方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种公交车辆配置与路径设计方法、装置及电子设备，所述方法包括：确定聚类得到的各出行需求信息和各可用运营车辆信息；将各出行需求信息划分为M个目标运营组；基于各运营车辆信息，向所述M个目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径。本发明专利技术的公交车辆配置与路径设计方法，通过将已经聚类得到的出行需求信息再进行分组，得到各个目标运营组，再以各个目标运营组为单位进行运营车辆分配与运营路径设计，降低了运算量，进而便于根据大量的出行需求数据自动配置车辆并设计路径，从而满足更多潜在用户的需求并提高运营效益。营效益。营效益。

【技术实现步骤摘要】
公交车辆配置与路径设计方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及公共交通运营管理
，尤其涉及一种公交车辆配置与路径设计方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]为满足居民差异化、个性化出行需求，各城市陆续开通定制公交线路，为乘客提供舒适便捷、快速直达的公共交通运输服务。线路开通运营前，公交运营企业需根据居民在互联网网站、智能手机APP等信息平台提交的线路定制请求(含出发地、目的地、期望出发时间与到达时间等)，精准设计定制化的公交服务。
[0003]定制出行需求规划公交线路是一个复杂的决策优化问题，涉及需求选择、路径设计(车辆途径站点及到站时刻)以及车辆配置等问题。既有研究中对上述优化问题进行了探索与研究，但仅聚焦理论模型构建与算法设计。由于缺乏有效方法处理大量的出行需求数据，实际中公交运营企业仍多借助实地踏勘手动完成定线、定站工作，无法更好地设计定制公交服务以覆盖更多潜在用户以及提升线路开通后的运营效益。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种公交车辆配置与路径设计方法、装置及电子设备，用以解决现有技术中难以设计更好的定制公交路线来满足更多潜在需求的缺陷，实现对更多潜在用户的覆盖以及运营效益的最大化。
[0005]本专利技术提供一种公交车辆配置与路径设计方法，包括：
[0006]确定聚类得到的各出行需求信息和各可用运营车辆信息；所述出行需求信息包括乘客数量、上车站点信息、下车站点信息、乘客最早离站时间和乘客最晚到站时间；所述可用运营车辆信息包括可用运营车辆的数量以及各运营车辆的载客数量；
[0007]将各出行需求信息划分为M个目标运营组；M个目标运营组内的各出行需求信息互不重合，且各目标运营组内最大的目标出行需求信息数量与各目标运营组内最小的目标出行需求信息数量的差值小于预设值；M为正整数；
[0008]基于各运营车辆信息，向所述M个目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径。
[0009]根据本专利技术提供的一种公交车辆配置与路径设计方法，所述将各出行需求信息划分为M个目标运营组，包括：
[0010]从各出行需求信息中确定各目标运营组的样本出行需求信息；
[0011]基于各目标运营组的样本出行需求信息与各出行需求信息之间的时空差异度，从各出行需求信息中确定各目标运营组的各出行需求信息；
[0012]所述时空差异度用于表示各出行需求信息之间的时间差异度和空间差异度，所述时间差异度用于表示各出行需求信息之间乘客最早离站时间和乘客最晚到站时间的差异度，所述空间差异度用于表示各出行需求信息之间乘客上车站点与乘客下车站点的差异
度。
[0013]根据本专利技术提供的一种公交车辆配置与路径设计方法，所述基于各运营车辆信息，向所述M个目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径，包括：
[0014]确定各目标运营组的总出行距离，各目标运营组的总出行距离为各目标运营组内各出行需求的出行距离之和；
[0015]按照总出行距离由大到小的顺序对各目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径。
[0016]根据本专利技术提供的一种公交车辆配置与路径设计方法，所述按照总出行距离由大到小的顺序对各目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径，包括：
[0017]将M个目标运营组的各出行需求信息、各出行需求信息对应的乘客可接受最长乘车时间以及各可用运营车辆信息输入至路径规划模型，得到所述路径规划模型输出的各出行需求信息的各路径以及各路径的车辆配置信息；
[0018]其中，所述路径规划模型为混合整数线性规划模型，所述路径规划模型是以按照总出行距离由大到小的顺序，依次对各目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径为目标建立的，各出行需求信息的各路径包括经过的各站点以及到达各站点的时间，各路径的车辆配置信息包括配置的车辆数量。
[0019]根据本专利技术提供的一种公交车辆配置与路径设计方法，所述路径规划模型可以表示为：
[0020][0021][0022][0023][0024][0025]其中，用于表示第m个目标运营组的出行需求信息集合，用于表示当前运营线路集合，是运营线路集合中可服务出行需求信息(i)的运营线路构成的子集，F
(i)
是向出行需求信息(i)收取的票价，是运营线路k所载出行需求信息(i)的乘客数；C
k
是运营线路k的运营成本，可根据线路长度与企业运营数据估算；y
k
是运营线路k的配车数，Q
(i)
是出行需求信息(i)的乘客数，是由当前运营线路集合中途径弧e的线路构成的子集；为第m组出行需求信息中被途径弧e的线路k服务的出行需求信息构成的子集；S是运营车辆单车的载客数量；V是运营企业所有可用运营车辆的数量。
[0026]根据本专利技术提供的一种公交车辆配置与路径设计方法，所述路径规划模型的求解通过以下过程实现：
[0027]构建定价子问题模型，将所述路径规划模型的对偶变量输入至所述定价子问题模型，得到解；
[0028]将得到的解作为新的备选运营线路输入至所述路径规划模型，得到更新后的对偶变量，并不断迭代，直至通过求解器求解出当前目标运营组的运营车辆分配方式和运营路径。
[0029]本专利技术还提供一种公交车辆配置与路径设计装置，包括：
[0030]第一处理模块，用于确定聚类得到的各出行需求信息和各可用运营车辆信息；所述出行需求信息包括乘客数量、上车站点信息、下车站点信息、乘客最早离站时间和乘客最晚到站时间；所述可用运营车辆信息包括可用运营车辆的数量以及各运营车辆的载客数量；
[0031]第二处理模块，用于将各出行需求信息划分为M个目标运营组；M个目标运营组内的各出行需求信息互不重合，且各目标运营组内最大的目标出行需求信息数量与各目标运营组内最小的目标出行需求信息数量的差值小于预设值；M为正整数；
[0032]第三处理模块，用于基于各运营车辆信息，向所述M个目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径。
[0033]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述公交车辆配置与路径设计方法。
[0034]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述公交车辆配置与路径设计方法。
[0035]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述公交车辆配置与路径设计方法。
[0036]本专利技术提供的公交车辆配置与路径设计方法、装置及电子设备，通过将已经聚类得到的出行需求信息再进行分组，得到各个目标运营组，再以各个目标运营组为单位进行运营车辆分配与运营路径设计，降低了运算量，进而便于根据大量的出行需求数据自动配置车辆并设计路径，从而满足更多潜在用户的需求并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公交车辆配置与路径设计方法，其特征在于，包括：确定聚类得到的各出行需求信息和各可用运营车辆信息；所述出行需求信息包括乘客数量、上车站点信息、下车站点信息、乘客最早离站时间和乘客最晚到站时间；所述可用运营车辆信息包括可用运营车辆的数量以及各运营车辆的载客数量；将各出行需求信息划分为M个目标运营组；M个目标运营组内的各出行需求信息互不重合，且各目标运营组内最大的目标出行需求信息数量与各目标运营组内最小的目标出行需求信息数量的差值小于预设值；M为正整数；基于各运营车辆信息，向所述M个目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径。2.根据权利要求1所述的公交车辆配置与路径设计方法，其特征在于，所述将各出行需求信息划分为M个目标运营组，包括：从各出行需求信息中确定各目标运营组的样本出行需求信息；基于各目标运营组的样本出行需求信息与各出行需求信息之间的时空差异度，从各出行需求信息中确定各目标运营组的各出行需求信息；所述时空差异度用于表示各出行需求信息之间的时间差异度和空间差异度，所述时间差异度用于表示各出行需求信息之间乘客最早离站时间和乘客最晚到站时间的差异度，所述空间差异度用于表示各出行需求信息之间乘客上车站点与乘客下车站点的差异度。3.根据权利要求1所述的公交车辆配置与路径设计方法，其特征在于，所述基于各运营车辆信息，向所述M个目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径，包括：确定各目标运营组的总出行距离，各目标运营组的总出行距离为各目标运营组内各出行需求的出行距离之和；按照总出行距离由大到小的顺序对各目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径。4.根据权利要求3所述的公交车辆配置与路径设计方法，其特征在于，所述按照总出行距离由大到小的顺序对各目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径，包括：将M个目标运营组的各出行需求信息、各出行需求信息对应的乘客可接受最长乘车时间以及各可用运营车辆信息输入至路径规划模型，得到所述路径规划模型输出的各出行需求信息的各路径以及各路径的车辆配置信息；其中，所述路径规划模型为混合整数线性规划模型，所述路径规划模型是以按照总出行距离由大到小的顺序，依次对各目标运营组分配运营车辆并确定各运营车辆的运营路径为目标建立的，各出行需求信息的各路径包括经过的各站点以及到达各站点的时间，各路径的车辆配置信息包括配置的车辆数量。5.根据权利要求4所述的公交车辆配置与路径设计方法，其特征在于，所述路径规划模型可以表示为：型可...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦雪萍，陈艳艳，熊杰，李同飞，董冉，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：