一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法，包括：步骤1，时间控制点与松弛时间联合优化，在公交服务可靠性和系统效率之间实现平衡；步骤2，在确定了时间控制点设置位置及相应松弛时间的前提下，构建微循环公交调度优化模型，计算出合理的首车发车时间及发车间隔，进而确定各车次在各时间控制点的发车时间，得到与轨道交通相协调的微循环公交调度优化方案。本发明专利技术对时间控制点的位置和松弛时间进行了联合优化，从而在公交系统的可靠性和运行效率之间实现权衡，考虑了换乘客流高和微循环公交容量有限导致的排队现象，建立了一种调度优化模型，提高了线路运行的可靠性。提高了线路运行的可靠性。提高了线路运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及车辆调度领域，具体为一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法及装置。

技术介绍

[0002]在现实生活中，轨道交通基本上采用高频均匀发车间隔，乘客往往不得不承担公交与轨道交通换乘所造成的换乘等待时间。大多数乘客不愿意面对错过列车或公交的情况。特别是对于有时间要求的乘客，他们不能接受在即将走到换乘站台时看到列车离开车站。
[0003]可靠性是公共交通系统的重要属性，是乘客关注的主要问题之一，是评价公交服务质量指标中很重要的一个。然而，由于一些不可避免的随机干扰(例如，社会车辆的影响、交叉口延误、乘客需求的波动)，公交系统自然不稳定。这给公交运营部门带来了巨大挑战。一般来说，通过制定合理的公交调度计划，可以在一定程度上缓解这一问题。在随机行驶时间的条件下，为了减少车辆运行时间的不确定性，可以考虑在公交调度过程中加入时间控制点来提高车辆实际到达公交站点的准点率。
[0004]固定公交线路的调度计划设计一般包括三个步骤：
[0005](1)确定发车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构建考虑公交准时率与运营效率的总效益函数，在给定时间控制点设置方案的前提下确定最优松弛时间，通过比较不同时间控制点位置情况的效益函数指标，选出最佳时间控制点位置，对时间控制点与松驰时间的联合优化；步骤2、构建微循环公交调度优化模型，计算出合理的首车发车时间及发车间隔，进而确定各车次在各时间控制点的发车时间，得到与轨道交通相协调的微循环公交调度优化方案。2.根据权利要求1所述的一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法，其特征在于，步骤1还包括以下步骤：步骤1.1、针对由M个公交车站组成的公交线路，在M个车站中选取N个作为时间控制点(N≤M)，将公交车从控制点n到控制点n+1的行程时间表示为随机变量设定相邻两个时间控制点间包含至少一个公交停靠站；步骤1.2、在公交时刻表中加入松弛时间，松弛时间由两个相邻时间控制点之间的公交车实际行程时间的标准差确定；步骤1.3、定义l
n
为阶段n中选定的时间控制点，相应的松弛时间定义为λ(l
n
)；从时间控制点l
n
到控制点l
n+1
的运行效益函数U(l
n
,l
n+1
)定义如式(1
‑
1)：U(l
n
,l
n+1
)＝U(U1(l
n
,l
n+1
),U2(l
n
,l
n+1
))
ꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
1)式中，U(l
n
,l
n+1
)为从时间控制点l
n
到时间控制点l
n+1
的运行效益；U1(l
n
,l
n+1
)为从时间控制点l
n
到时间控制点l
n+1
的预期行程时间；U2(l
n
,l
n+1
)为公交车在时间控制点l
n+1
的准时率，即遵循公交时刻表离开控制点l
n+1
的公交车百分比；步骤1.4、根据各子阶段运行效益函数可计算总效益，将U定义为整个公交线路的总运行效益，如式(1
‑
30)所示：将公式(1
‑
30)简化如下：总运行效益包括两部分：预期总行程时间和准时率，具体表示为式(1
‑
31)：式中，表示受总行程时间预期值影响的效益，包括预期道路行驶时间、等待时间和站点乘客服务时间；U
b
(r)表示受平均准时率r影响的效益；其中，总行程时间的预期值可按式(1
‑
32)、式(1
‑
33)和式(1
‑
34)计算：34)计算：34)计算：
式中，为公交车从控制点1到控制点N的预期行程时间，包括乘客服务时间，但不包括等待时间；η是在时间控制点处等待时间的总和；所有时间控制点的平均准时率r可按如下公式计算：引入表示松弛时间占总行程时间百分比的松弛率步骤1.5、当r给定时，e越小，效益越高，将公式(1
‑
31)简化为式(1
‑
36)：U＝U(s,r)＝r
‑
ke
ꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
36)式中，k表示平均准时率r和松弛率e之间的转换关系；即，若保持公交线路上的总运行效益不变，松弛率每增加1％，平均准时率r增加k％。3.根据权利要求2所述的一种考虑轨道交通接驳的微循环公交调度优化方法，其特征在于，步骤1.3中式(1
‑
1)中U1(l
n
,l
n+1
)和U2(l
n
,l
n+1
)在每个阶段的计算方法如下：(1)n＝1，第一阶段车站1即时间控制点l1，发车时刻到时间控制点l2(3≤l2≤(M
‑
N))的发车时刻间的预期间隔时间表示为式(1
‑
2)：式中，为时间控制点l1和l2之间的公交车预期行程时间，即公交车从车站1出发到到达控制点l2的行驶时间；为在时间控制点l2等待乘客的预期服务时间；为公交车在时间控制点l2处的预期等待时间；公交车从1号站到时间控制点l2的实际行程时间是一个随机变量，定义为其服从正态分布，均值为方差为假设从车站1出发的时间为0，则有：车站1出发的时间为0，则有：车站1出发的时间为0，则有：式中，为乘客服务完成时间；为时间控制点l2的乘客平均到达率；ω为每位乘客的平均登车时间；H为发车间隔；假设公交服务时间仅取决于上车时间，即等待乘客的数量；随机变量定义为控制点l2处的车辆等待时间，由于要求公交车在时间控制点准时发车，等待时间可通过式(1
‑
6)和式(1
‑
7)计算：
式中，为时间控制点l2的计划发车时间；式(1
‑
6)表示，如果服务完成时间早于预定发车时间，则要求公交车等待；否则，公交车将在完成服务后直接离开；的均值通过式(1
‑
8)计算：式中，是随机变量的概率密度函数；由式(1
‑
3)可知3)可知为服从正态分布的变量，为常量，服从均值为方差为的正态分布；如果公交车在时间控制点的计划时刻准时发车，则是准时的，根据这个定义，服务完成时间不晚于预定发车时刻的公交车都是准时的，时间控制点l2的相应准时率可表示为式(1
‑
9)：根据U1(l
n
,l
n+1
)和U2(l
n
,l
n+1
)计算公式，第一阶段的运行效益函数表示为式(1
‑
10)：U(1,l2)＝U(U1(1,l2),U2(1,l2))
ꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
10)(2)n＝2，第二阶段如果l2处的松弛时间λ(l
n
)足以保证所有公交车准时发车，则时间控制点l2处的车头时距保持H不变，并且从控制点l2到控制点l3的行程时间遵循均值方差的正态分布，松弛时间不足将导致1
‑
U2(1,l2)百分比的车辆无法做到准时发车；对于在时间控制点l2准时发车的公交车，相应的时间控制点l3的服务完成时间定义为的服务完成时间定义为的服务完成时间定义为的服务完成时间定义为的服务完成时间定义为对于在时间控制点l2未准时发车的公交车，则控制点l3处相应的服务完成时间表示为式(1
‑
15)：
式中，是时间控制点l2处的延迟时间：处的延迟时间：处的延迟时间：处的延迟时间：的均值和方差可通过式(1
‑
19)和式(1
‑
20)计算：20)计算：式中，cov为协方差，晚点公交车将在途中遇到更多乘客，这些额外乘客将进一步造成公交车的延误，延误时间与相互关联且控制点l3的公交车准时率由式(1
‑
21)和式(1
‑
22)表示：22)表示：式中，表示时间控制点l3处公交车的计划发车时间；等式(1
‑
21)右侧第一项表示从时间控制点l2和时间控制点l3出发的正点公交车的百分比；等式(1
‑
21)右侧第二项表示仅在时间控制点l3准时的公交车百分比；从时间控制点l2到控制点l3的预期行程时间计算如下：的预期行程时间计算如下：的预期行程时间计算如下：
式(1
‑
24)表明，如果公交车晚点，将会遇到更多乘客...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚平，刘兆杰，付川云，蔡畅，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：