一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术属于智能交通技术领域，公开了一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统及方法：包括公交车载系统、公交调度仿真系统、公交站台系统、公交场站系统、4G/5G移动通信网络；公交车载系统实时采集车辆位置信息、车辆运营状态信息、统计车辆上下车乘客数量；公交调度仿真系统包括调度管理平台和调度仿真平台，调度管理平台记录实时客流量数据、管理历史客流量数据和车辆运营数据，运行异常客流调度算法，输出行车计划，调度仿真平台为异常客流调度算法的仿真环境；公交站台系统统计公交站点的站点客流量数据、乘客等待时间；公交场站系统统计公交车辆发车间隔数据、公交车辆发车车次。本发明专利技术解决了公交行业内缺少智能异常客流调度仿真方案的问题。调度仿真方案的问题。调度仿真方案的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统及方法


[0001]本专利技术属于智能交通
，具体涉及一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]公交车辆运行过程中可能出现某一站点实时客流相较于历史客流数据显著增大或减小的情况，此时会出现站点“客流聚集”或“零客流”现象。针对客流突增的站点，需以站点对站点的形式临时新增车次，以“疏散”异常客流。而对于“零客流”站点，需调整已发车班次或待发班次的停靠站点，以合理分配公交运力资源。
[0003]所以，智能公交中异常客流实时调度算法是该项功能的关键核心，其是否快速、高效、准确，决定着异常客流实时调度的成功，从而决定着公交运营效率及安全。
[0004]因此，采用仿真手段或方式，基于智能公交中异常客流调度场景，面向算法开发及实际应用需求，完善场景下的算法方案设计，并参考实际应用场景数据和参数配置建立仿真模型。进一步地，分析算法在不同场景及工况下的可行性及优越性，对比分析各方案及优化方案的效益指标，为算法开发提供模型和方法支持，并为实际应用提供参数配置方案参考。具有重大的现实意义。
[0005]目前公交行业内，针对于公交运营的仿真测试方法或系统主要局限在公交线网的仿真上，尚未提出对智能公交异常客流调度功能的仿真方案及系统。
[0006]所以，本方案提一种应用于公交异常客流智能调度的仿真测试系统及方法，旨在解决上述的问题，填补该领域的空白。

技术实现思路

[0007]针对上述提出的技术问题，本专利技术提供一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统及方法，旨在参考实际应用场景数据和参数配置建立仿真模型，填补智能异常客流调度仿真方案的空白。
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，该系统包括公交车载系统、公交调度仿真系统、公交站台系统、公交场站系统、4G/5G移动通信网络；
[0009]公交车载系统，包括车载移动通信终端、摄像头、乘车客流量数据采集设备，实时采集车辆位置信息、车辆运营状态信息，实时统计车辆上下车乘客数量；
[0010]公交调度仿真系统，包括调度管理平台和调度仿真平台，调度管理平台记录实时客流量数据、管理历史客流量数据和车辆运营数据，运行异常客流调度算法，输出行车计划，调度仿真平台为异常客流调度算法的仿真环境，其中，行车计划包括时刻表、公交车辆、人员安排；
[0011]公交站台系统，通过视频监控设备统计公交站点的站点客流量数据、乘客等待时间；
[0012]公交场站系统，通过视频监控设备统计公交车辆发车间隔数据、公交车辆发车车次；
[0013]4G/5G移动通信网络，为公交车载系统、公交调度仿真系统、公交站台系统、公交场站系统提供通信连接。
[0014]具体地，智能公交异常客流调度的仿真流程如下：
[0015]步骤1、调度仿真平台根据调度管理平台中的公交线路和行车计划，构建异常客流调度仿真线路布局图、设置异常客流调度场景的仿真参数；
[0016]步骤2、调度管理平台根据车辆运营数据和行车计划对异常客流调度场景进行工况分解；
[0017]步骤3、调度仿真平台根据步骤2中分解的工况，制定出各工况的输入条件和预期结果；
[0018]步骤4、调度仿真平台对异常客流调度算法仿真过程中的公交发车规则、车辆区段移动规划和乘客到站规则进行设定；
[0019]步骤5、所述调度仿真平台对所述异常客流调度算法仿真过程中参数自适应规则进行设定；
[0020]步骤6、基于步骤1至步骤5的仿真条件和参数设置，对异常客流调度算法进行仿真，获取仿真结果；
[0021]步骤7、对仿真结果进行统计，客流异常减少和客流异常增加状况下，若客流异常减少时乘客等待时间减少20％以上，若客流异常增加时乘客等待时间减少30％以上，则认为异常客流调度算法达到预期，若不满足，则进行调整以达到预期目标。
[0022]具体地，步骤1包括：
[0023]步骤11、从调度管理平台的数据库中选取一条公交线路，异常客流调度场景仿真考虑站点客流突增和减少两种情况，随机生成发生异常的站点的数目及站点在公交线路中的分布，生成异常客流调度仿真线路布局图，其中，公交线路为上行、下行循环线路；
[0024]步骤12、基于异常客流调度仿真线路布局图，从公交线路、公交车辆、异常客流配置三个方面，设置异常客流调度场景的仿真参数。
[0025]具体地，步骤2包括：
[0026]步骤21、工况1为客流异常减少，公交车辆按照初始行车计划相继进入公交线路运行状态，公交线路的各站点监测并上报各自的客流状况，当系统检测到公交线路的多个站点客流异常减少时，减少发车班次，更新发车时刻表，未发车班次按新的发车时刻表进行发车；
[0027]步骤22、工况2为客流异常增加，公交车辆按照初始行车计划相继进入公交线路运行状态，公交线路的各站点监测并上报各自的客流状况，当系统检测到公交线路的单个站点客流异常增加时，根据公交线路始发站的备用车情况，选择增派车辆或跨线调车，当系统检测到公交线路的多个站点客流异常增加时，根据公交线路的客流不均衡系数及客流积聚系数选择增派正班车或区间车或跨站快车。
[0028]具体地，步骤3包括：
[0029]步骤31、根据工况1，制定客流异常减少调度工况的输入条件及预期结果；
[0030]步骤32、根据工况2，制定客流异常增加调度工况的输入条件及预期结果。
[0031]具体地，步骤4包括：
[0032]步骤41、公交车辆发车规则为：根据计算出的每个班次的发车间隔和相应配车，班次j的发车时间为当时间时，从始发站点发出班次j的相应配车；
[0033]步骤42、设定车辆区段移动规则，具体包括如下步骤：
[0034]步骤421、设定行驶速度，公交车辆以平均行驶速度运行，其中，v
j
(t+1)为t时刻班次j的公交车辆的行驶速度；
[0035]步骤422、位置更新，x
j
(t+1)＝
j
(t)+
j
(t+1)，其中，x
j
(t)表示t时刻班次j的公交车辆在公交线路上的位置；
[0036]步骤433、判断是否停站，若x
j
(t+1)＝
station
(t)，则v
j
(t+1)＝0，其中，x
station
(t)表示t时刻班次j的公交车辆在前行方向上即将停靠的公交站点的位置；
[0037]步骤43、乘客到站规则为，班次j的公交车辆到达站点k时站点k处的累计到达乘客数量按如下规则更新：
[0038][0039]其中，表示t时刻站点k处累积到达的乘客数量，λ
k,f
表示站点k的乘客到达率，f表示时间t到时间t+1的时间段。
[0040]具体地，步骤5包括基于外部迭代的参数自适应调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，其特征在于，包括公交车载系统、公交调度仿真系统、公交站台系统、公交场站系统、4G/5G移动通信网络；所述公交车载系统，包括车载移动通信终端、摄像头、乘车客流量数据采集设备，实时采集车辆位置信息、车辆运营状态信息，实时统计车辆上下车乘客数量；所述公交调度仿真系统，包括调度管理平台和调度仿真平台，所述调度管理平台记录实时客流量数据、管理历史客流量数据和车辆运营数据，运行异常客流调度算法，输出行车计划，所述调度仿真平台为所述异常客流调度算法的仿真环境，其中，所述行车计划包括时刻表、公交车辆、人员安排；所述公交站台系统，通过视频监控设备统计公交站点的站点客流量数据、乘客等待时间；所述公交场站系统，通过视频监控设备统计公交车辆发车间隔数据、公交车辆发车车次；所述4G/5G移动通信网络，为所述公交车载系统、所述公交调度仿真系统、所述公交站台系统、所述公交场站系统提供通信连接。2.根据权利要求1所述的一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，其特征在于，所述智能公交异常客流调度的仿真流程如下：步骤1、所述调度仿真平台根据所述调度管理平台中的公交线路和所述行车计划，构建异常客流调度仿真线路布局图、设置异常客流调度场景的仿真参数；步骤2、所述调度管理平台根据所述车辆运营数据和所述行车计划对所述异常客流调度场景进行工况分解；步骤3、所述调度仿真平台根据所述步骤2中分解的工况，制定出各工况的输入条件和预期结果；步骤4、所述调度仿真平台对所述异常客流调度算法仿真过程中的公交发车规则、车辆区段移动规划和乘客到站规则进行设定；步骤5、所述调度仿真平台对所述异常客流调度算法仿真过程中参数自适应规则进行设定；步骤6、基于所述步骤1至所述步骤5的仿真条件和参数设置，对所述异常客流调度算法进行仿真，获取所述仿真结果；步骤7、对所述仿真结果进行统计，客流异常减少和客流异常增加状况下，若客流异常减少时所述乘客等待时间减少20％以上，若客流异常增加时所述乘客等待时间减少30％以上，则认为所述异常客流调度算法达到预期，若不满足，则进行调整以达到预期目标。3.根据权利要求2所述的一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，其特征在于，所述步骤1包括：步骤11、从所述调度管理平台的数据库中选取一条公交线路，所述异常客流调度场景仿真考虑站点客流突增和减少两种情况，随机生成发生异常的站点的数目及所述站点在所述公交线路中的分布，生成所述异常客流调度仿真线路布局图，其中，所述公交线路为上行、下行循环线路；步骤12、基于所述异常客流调度仿真线路布局图，从所述公交线路、所述公交车辆、异常客流配置三个方面，设置所述异常客流调度场景的仿真参数。
4.根据权利要求3所述的一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，其特征在于，所述步骤2包括：步骤21、工况1为客流异常减少，所述公交车辆按照初始行车计划相继进入所述公交线路运行状态，所述公交线路的各站点监测并上报各自的客流状况，当系统检测到所述公交线路的多个站点客流异常减少时，减少发车班次，更新发车时刻表，未发车班次按新的发车时刻表进行发车；步骤22、工况2为客流异常增加，所述公交车辆按照初始行车计划相继进入所述公交线路运行状态，所述公交线路的各站点监测并上报各自的客流状况，当系统检测到所述公交线路的单个站点客流异常增加时，根据所述公交线路始发站的备用车情况，选择增派车辆或跨线调车，当系统检测到所述公交线路的多个站点客流异常增加时，根据所述公交线路的客流不均衡系数及客流积聚系数选择增派正班车或区间车或跨站快车。5.根据权利要求4所述的一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，其特征在于，所述步骤3包括：步骤31、根据所述工况1，制定客流异常减少调度工况的输入条件及预期结果；步骤32、根据所述工况2，制定客流异常增加调度工况的输入条件及预期结果。6.根据权利要求2所述的一种应用于公交异常客流智能调度的仿真系统，其特征在于，所述步骤4包括：步骤41、所述公交车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利，董士琦，许光，王泽凯，陈天铎，
申请(专利权)人：东风悦享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：