一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法技术

一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度的优化方法，属于公共交通规划管理领域，首先选择待优化轨道交通车站，划定优化区域，再提取研究区域内所有公交站点和共享自行车停靠点的信息，并以距离最短，将同一小区出行选择的共享自行车停靠点与公交站对应起来，接着获取所选轨道交通车站现行的运营方式以及乘客从居住地前往最近公回交站和最近共享自行车停靠点的交通数据，构建以接驳公交与共享自行车接驳的乘客和运营总成本最小化的目标函数模型，确定选择概率的Logit模型，确定其约束条件，并对模型求解，得出规划路径，通过对接驳公交路径和调度时刻的优化，减少乘客乘坐公交的总体成本，增加乘客对接驳公交的选择概率。公交的选择概率。公交的选择概率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法


[0001]本专利技术涉及公共交通规划管理的
，具体为一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度的优化方法。

技术介绍

[0002]作为城市交通运输体系中的重要一环，轨道交通因具有快速、准时、安全、不受路面交通情况影响的优点，受到公众青睐。但轨道交通作为城市交通的“大动脉”，建设周期长，成本高，在设计规划时考虑到经济、环境因素，因而部分轨道交通车站设在空旷道路旁，离住宅区或生活区有一定的距离，无法使乘客“一站式到家”。此时作为城市交通“毛细血管”的轨道交通接驳公交作为“最后一公里”的运载工具能够深入社区，到达轨道交通无法覆盖的地方。接驳公交将住宅区、写字楼、商业区与轨道交通车站连接起来，方便市民出行的同时，又增加了轨道交通的服务范围。另外，近年来迅猛发展的共享自行车、共享电单车逐渐成为市民出行接驳的重要交通工具。
[0003]共享自行车具有使用门槛低、随取随用、成本较低等特性，故而在短距离出行中具有无可替代的优势。作为最低碳环保的交通交通方式，各大城市加大共享自行车投入量，在北京、上海、深圳、成都、昆明等各大平原城市，共享自行车随处可见。共享自行车成为市民通勤接驳轨道交通的首选，随之而来的是对城市接驳公交的客流量带来了不小的冲击和影响。
[0004]共享自行车和接驳公交两者均作为接驳轨道交通的理想交通方式，本就存在一定的竞争关系。近年来共享自行车的出行量越来越大，接驳公交客流量急剧下降。公交客流量的流失就意味着收入的下降，为了平衡收支，降低运营成本，公交公司就会减少接驳公交的班次，增大发车间隔。但对于中老年人、部分不会骑车的市民、携带大件行李的乘客以及在恶劣天气时，接驳公交作为出行接驳最佳方式，又必须存在且较好地为上述群体提供出行服务。因此，考虑共享自行车的影响，对轨道交通接驳公交进行合理的路径和调度规划，可提高接驳公交客流量，对服务好城市居民“最后一公里”出行问题具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是对在共享自行车影响下的轨道交通接驳公交路径及发车时刻表进行优化，增加接驳公交的客流分担率，达到接驳公交与共享自行车平衡运营，为市民提供更好的出行服务。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，包括以下步骤：步骤一：选择待优化轨道交通车站，划定优化区域；
步骤二：提取研究区域内所有公交站点和共享自行车停靠点的信息，获取所选轨道交通车站现行的运营方式，获取乘客从居住地前往最近公交站和最近共享自行车停靠点的交通行为数据，调查每个站点客流量，获取接驳行为中的交通数据；步骤三：构建以接驳公交与共享自行车接驳的乘客和运营总成本最小化的目标函数模型；步骤四：构建出行方式选择概率的Logit模型；步骤五：构建约束条件以符合现实并实现合理的求解结果；步骤六：求解模型，求得在共享自行车出行影响下的接驳公交路径和调度的优化结果。
[0007]进一步地，本模型的基础假设条件为：各条接驳公交线路均按照得到的平均行驶速度行驶，不考虑途中因交叉口信号灯、交通拥堵等可能造成的延误，即准点到达；本模型中的共享自行车骑行乘客到达轨道交通车站的时间服从均匀分布；本模型中接驳公交的乘客均按照时刻表到站候车，不考虑在公交站台候车的时间；本模型中各个站点的客流量均为去往轨道交通车站的接驳客流量，不考虑站点之间的客流量；本模型的乘客到达轨道交通车站后乘坐最近的下一趟列车，不考虑上不了车的情况；本模型中的基础参数均根据实地调查或现实经验得到。
[0008]进一步的，步骤二中公交站点和共享自行车停靠点的信息包括公交站点和共享自行车停靠点的位置、公交站间距、共享自行车停靠点离轨道交通车站的距离、公交站与共享自行车停靠点离最近小区的距离。
[0009]进一步的，步骤二中的运营方式包括但不局限为早高峰双向列车的到站时刻。
[0010]进一步的，步骤二中交通行为数据包括乘客的步行距离、步行速度，以及乘客从公交站和停靠点到轨道交通车站的平均换乘时间。
[0011]进一步的，步骤二中站点客流量指工作日早高峰乘坐公交和共享自行车换乘接驳轨道交通的客流量。
[0012]进一步的，所述接驳行为的交通数据包括接驳公交平均行驶速度、停站时间、单车平均骑行速度、各停靠点单车供给量、容量、公交出行的乘客时间成本、共享自行车出行的乘客时间成本、公交出行票价、共享自行车出行的单位票价参数。
[0013]进一步地，步骤二中使用地图平台提取各个公交站点、共享自行车停靠点和轨道交通车站的经纬度，再根据经纬度计算出公交站间距、停靠点与轨道交通车站的距离，所述的地图平台为开放的地图平台，包括但不限于百度地图、高德地图等。
[0014]进一步地，步骤二中以一天上午出行量最高的两个小时为早高峰进行研究。
[0015]进一步地，步骤二找到距离各小区的最近公交站，并将小区与公交站对应起来，然后计算各公交站到对应小区的平均步行距离；同样的，找到距离各小区的最近停靠点，计算各小区与对应停靠点的平均步行距离，并将同一小区出行选择的共享自行车停靠点与公交站对应起来。
[0016]进一步地，步骤二中通过公交IC卡刷卡和乘车码扫码数据获得接驳公交客流量，通过手机信令和共享自行车数据，识别共享自行车的骑行数据，获取骑行接驳的客流量。再将两者加和，其加合的结果为总的区域轨道交通接驳客流量。
[0017]进一步地，步骤三具体步骤如下：
（一）、根据步骤二获得的参数数据可得到乘客出行的步行到站时间，站间距离、共享自行车接驳骑行距离、接驳公交l的沿途停靠站点数和站点停靠时间、列车到站时刻、停靠点x单车供给量和该点租借单车的出行需求量；（二）、根据站间距离和共享自行车接驳骑行距离可以得到接驳公交的行驶时间和共享自行车骑行时间，根据接驳公交l的沿途停靠站点数和站点停靠时间可以得到全程停站时间；根据列车到站时刻可得到接驳公交与轨道交通的换乘候车时间，表示为，其中为第n次列车的到站时间，指接驳公交l第k次车的到站时间，为乘客从下车到步行至轨道交通车站站台层候车的平均时间；乘客在公交站等候接驳公交的时间可表示为，其中表示接驳公交一小时内的发车数量，可通过接驳公交发车时刻计算得到；共享自行车出行乘客的换乘候车时间可表示为轨道交通列车相邻两趟班次的时间间隔的一半，即；（三）、根据停靠点x单车供给量和该点租借单车的出行需求量，定义一个借还差惩罚成本，表示为，其中是借还差惩罚系数；（四）、将骑行车还车的情景分为三类：；其中分别表示在早高峰时间窗中，还车点空车位出现上述三种情况的时长所占早高峰总时长的比例，同时定义剩余车5时，代表剩余车位较少的情况，对于由于还车停靠点容量不足而产生的时间成本，也分为三种情况，当剩余车位较多时，骑行者还车时间为；当剩余车位较少时，骑行者还车时间为；当没有剩余车位时，假设骑行者选择离当前位置最近的停靠点还车，则还车时间为，表示骑行者离当前位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：选择待优化轨道交通车站，划定优化区域；步骤二：提取研究区域内所有公交站点和共享自行车停靠点的信息，获取所选轨道交通车站现行的运营方式，获取乘客从居住地前往最近公交站和最近共享自行车停靠点的交通行为数据，调查每个站点客流量，获取接驳行为中的交通数据；步骤三：构建以接驳公交与共享自行车接驳的乘客和运营总成本最小化的目标函数模型；步骤四：构建出行方式选择概率的Logit模型；步骤五：构建约束条件以符合现实并实现合理的求解结果；步骤六：求解模型，求得在共享自行车出行影响下的接驳公交路径和调度的优化结果。2.根据权利要求1所述的一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，其特征在于：所述步骤二中公交站点和共享自行车停靠点的信息包括公交站点和共享自行车停靠点的位置、公交站间距、共享自行车停靠点离轨道交通车站的距离、公交站与共享自行车停靠点离最近小区的距离；所述步骤二中的运营方式包括但不局限为早高峰双向列车的到站时刻；所述步骤二中交通行为数据包括乘客的步行距离、步行速度，以及乘客从公交站和停靠点到轨道交通车站的平均换乘时间；所述步骤二中站点客流量指工作日早高峰乘坐公交和共享自行车换乘接驳轨道交通的客流量；所述接驳行为的交通数据包括接驳公交平均行驶速度、停站时间、单车平均骑行速度、各停靠点单车供给量、容量、公交出行的乘客时间成本、共享自行车出行的乘客时间成本、公交出行票价、共享自行车出行的单位票价参数。3.根据权利要求1或2所述的一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，其特征在于：计算出各公交站间距、停靠点与轨道交通车站的距离，所述距离根据经纬度进行计算，经纬度数据来源于地图平台；运营方式中早高峰时间的选择为一天中上午出行量最高的两个小时；选择乘客居住地人流最大的进出口为出行起点，测量出行起点至最近公交站点和停靠点的实际距离，；通过公交IC卡刷卡和乘车码扫码数据获得接驳公交客流量，通过手机信令和共享自行车数据，识别共享自行车的骑行数据，获取骑行接驳的客流量，两者加和即为总的区域轨道交通接驳客流量。4.根据权利要求1所述的一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，其特征在于：所述步骤三具体步骤如下：（一）、根据步骤二获得的参数数据可得到乘客出行的步行到站时间，站间距离、共享自行车接驳骑行距离、接驳公交l的沿途停靠站点数和站点停靠时间、列车到站时刻、停靠点x单车供给量和该点租借单车的出行需求量；（二）、根据站间距离和共享自行车接驳骑行距离可以得到接驳公交的行驶时间和共享自行车骑行时间，根据接驳公交l的沿途停靠站点数和站点
停靠时间可以得到全程停站时间；根据列车到站时刻可得到接驳公交与轨道交通的换乘候车时间，表示为，其中为第n次列车的到站时间，指接驳公交l第k次车的到站时间，为乘客从下车到步行至轨道交通车站站台层候车的平均时间；乘客在公交站等候接驳公交的时间可表示为，其中表示接驳公交一小时内的发车数量，可通过接驳公交发车时刻计算得到；共享自行车出行乘客的换乘候车时间可表示为轨道交通列车相邻两趟班次的时间间隔的一半，即；（三）、根据停靠点x单车供给量和该点租借单车的出行需求量，定义一个借还差惩罚成本，表示为，其中是借还差惩罚系数；（四）、将骑行车还车的情景分为三类：；其中分别表示在早高峰时间窗中，还车点空车位出现上述三种情况的时长所占早高峰总时长的比例，同时定义剩余车5时，代表剩余车位较少的情况，对于由于还车停靠点容量不足而产生的时间成本，也分为三种情况，当剩余车位较多时，骑行者还车时间为；当剩余车位较少时，骑行者还车时间为；当没有剩余车位时，假设骑行者选择离当前位置最近的停靠点还车，则还车时间为，表示骑行者离当前位置最近的停靠点的距离，共享自行车骑行者平均还车时间；（五）、接驳公交的乘客成本为：（1）（1）包括乘客步行到站时间、车辆行驶时间、停站时间、候车时间、换乘时间以及票价成本，式（1）中：表示乘客单位时间成本，表示公交票价，表示公交站点i的客流量，为0
‑
1决策变量：；（六）、共享自行车的乘客成本为：（2）
包括乘客步行到停靠点时间、骑行时间、换乘候车时间、容量惩罚成本、借还不平衡惩罚成本以及票价成本，式（2）中：表示借还不平衡惩罚系数，表示共享自行车票价，表示共享自行车停靠点x的出行客流量；（七）、接驳公交的运营成本为：；式（3）中：表示接驳公交运营方单位成本，表示公交线路l的每小时的发车数量；（八）、共享自行车的运营成本为；（九）、本发明所构建的目标函数模型为：5.根据权利要求1或4所述的一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，其特征在于：所述步骤四中Logit模型为（5）式（5）中：分别表示接驳公交和共享自行车两种接驳方式的乘客选择概率，分别表示这两种接驳方式的乘客成本，表示效用系数。6.根据权利要求1所述的一种基于共享自行车出行影响的轨道交通接驳公交路径与调度优化方法，其特征在于：所述步骤五...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晶，李卓奇，张然，曾大囌，王晓静，赵蕊，郭凤香，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：