一种公交车辆调度方法技术

本发明专利技术公开了一种公交车辆调度方法，包括：根据发车时刻表、司机休息时间、最大等待时间和最长工作时间，为每个初始发车时刻点生成其对应车辆的发车时刻点序列block的集合；生成N条有限长度的染色体，染色体的每一位对应一初始发车时刻点；对这N条染色体进行初始化，得到N条初始化后的染色体；所述染色体中一初始发车时刻点对应一block；对当前N条染色体先交叉、后变异，对变异后的N条染色体和交叉前的N条染色体进行选择，得到选择后的N条染色体；执行交叉、变异、选择，达到预定次数，得到最优染色体；对最优染色体进行调整，根据调整后每个发车时刻点及其对应的覆盖次数和block对车辆进行调度。本发明专利技术可提高车辆调度方案的实用性和生成效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通领域的车辆调度技木，尤其涉及。
技术介绍
^ ffi il it U H (vehicle scheduling problem, VSP) ^ is ft il iS (transport scheduling)中的ー个重要领域。根据涉及的约束限制，VSP归纳起来大致可以分为里程约束、车型约束、满载约束、非满载约束和时间窗约束五类。车辆调度问题具有非常广泛的实际应用场景，但由于实际场景的复杂性，车辆调度问题根据不同的应用场景分为很多种具体的问题。针对时间窗约束的VSP，即发车时刻点确定情况下的车辆调度问题，目前在进行车辆调度处理时主要有两种方式，ー种是手工调度，一种是用车辆调度系统调度。手工调度需要消耗很多的人力，从而导致极大的运营成本、且效率低下。而现存的车辆调度系统所采用的车辆调度方案主要分为两种，第一种是顺序方式，即先解决车辆调度问题再解决人员调度问题，也就是说，在解决车辆调度问题时没有考虑人员调度的因素，第二种是整合方式，即同时进行车辆和人员调度。順序方式在解决车辆调度问题时没有考虑人的因素，比如司机的休息时间、用餐时间等，从而使得车辆调度最优化可能会限制之后的人员调度，甚至都无法产生有效的人员调度解决方案，实用性比较低。整合方式在解决车辆调度问题的同时也试图解决人员调度问题，这样在建立解决方案模型时，变量数目会增大很多，因而解决起来难度很大，生成车辆调度方案的效率太低，比如，Freling等人提出的算法解决一条线路的车辆调度问题需要86分钟，最快的也需要40分钟左右，在实际应用中，常常会遇到由于各种临时出现的问题而需重新生成车辆调度方案的情況，比如，部分车辆出现故障，此时，需要马上重新生成新的车辆调度方案，若生成车辆调度方案的时间太长，无疑会影响所有车辆的正常运行，从而使得这种方式的实用性受到限制。综上所述，现有技术的公交车辆调度方案在解决车辆调度问题时，普遍存在实用性较低、且生成效率低下的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出，可提高车辆调度方案的实用性和生成效率。为达到上述目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的，其特征在干，包括以下步骤Si、根据ー初始发车时刻点、需要的发车时刻表、司机休息时间、最大等待时间和最长工作时间，为ー车辆确定包含至少ー个发车时刻点的可用发车时间范围；S2、在所述可用发车时间范围内分别任意选择ー属于发车时刻表的发车时刻点，将选择的发车时刻点作为元素，生成所述初始发车时刻点对应车辆的ー发车时刻点序列 blocK ；返回执行步骤S2，直至选择完所有可用发车时间范围内、且属于发车时刻表的发车时刻点，生成由发车时刻点序列block构成的集合；S3、返回执行步骤Si，为每个初始发车时刻点生成其对应车辆的发车时刻点序列 block的集合；S4、生成N条有限的以位为长度的染色体，所述染色体的每一位对应于一初始发车时刻点；对所述N条染色体进行初始化，得到N条初始化后的染色体；所述初始化后的每条染色体中一初始发车时刻点唯一地对应ー发车时刻点序列block ；S5、将当前的N条染色体作为第一 N条染色体进行交叉处理，对交叉后的N条染色体进行变异处理，对变异后的N条染色体和所述第一 N条染色体进行选择处理，得到选择处理后的N条新染色体，作为步骤S5的当前N条染色体；S6、重复执行步骤S5直至达到预定的次数，得到最优染色体；S7、对所述最优染色体按覆盖次数进行调整，使得未覆盖以及重复覆盖的发车时刻点减少；根据调整后每个初始发车时刻点及其对应的发车时刻点序列block对车辆进行调度。本专利技术的有益效果为，通过采用遗传算法，得到较佳公交车辆调度方案，再对所述公交车辆调度方案进行调整，得到满足实际需要的公交车辆调度方案，同吋，在遗传算法的设计中考虑了司机休息时间、最大等待时间等，使得本专利技术方案在实施时更加具备可行性， 提高了公交车辆调度方案的实用性。而且，采用本专利技术方案，可极大地提高公交车辆调度方案的生成效率。附图说明图1为本专利技术实施例的方法流程图；图2为本专利技术实施例的初始发车时刻点发出的block遍历过程示意图；图3为本专利技术实施例的初始发车时刻点发出的block集合示意图；图4为本专利技术实施例的染色体与block的对应关系示意图；图5为本专利技术实施例的交叉处理示意图；图6为本专利技术实施例的变异处理流程示意图；图7为本专利技术实施例的轮盘赌操作示意图；图8为本专利技术实施例的调整发车时刻点覆盖次数的整体流程图；图9为本专利技术实施例的按发车时刻表上发车时刻点递减顺序调整发车时刻点覆盖次数的流程图；图10为本专利技术实施例的按发车时刻表上发车时刻点递增顺序调整发车时刻点覆盖次数的流程图；图11为本专利技术实施例的公交车辆调度方案调整示例图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并參见附图，对本专利技术进行详细说明。本专利技术在解决公交车辆调度问题吋，通过采用遗传算法，得到较优的公交车辆调度方案，再对其进行调整，以得到满足实际需要的公交车辆调度方案。在采用遗传算法吋， 考虑了司机休息时间、最大等待时间等，即考虑了人的因素，使得本专利技术方案在实施时更加具备可行性，提高了公交车辆调度方案的实用性。本专利技术方案相对现在现存的公交车辆调度系统，不仅提高了实用性，而且提高了生成公交车辆调度方案的效率，仅需两分钟左右即可生成一条公交线路的车辆调度方案， 而且很接近手工调度的結果，现有公交车辆调度系统生成一条公交线路的车辆调度方案， 最快的也需要40分钟左右。本专利技术实施例的方法流程如图1所示，，包括以下步骤步骤101 根据ー初始发车时刻点、需要的发车时刻表、司机休息时间、最大等待时间和最长工作时间，为ー辆车确定包含至少ー个发车时刻点的可用发车时间范围。发车时刻表是已知的，比如，由公交公司预先给定，初始发车时刻点被包含于发车时刻表中，也是预先确定的。本专利技术中考虑了司机休息时间，因此，使得本专利技术方案具备可实施性，现有许多车辆调度的解决方案都没有考虑司机休息时间，在执行时往往会遇到问题，不具备实用性。司机休息时间可预先设定，比如完成从主站到副站、或副站到主站的ー趟后，休息 10分钟，再进行下ー趟行程，当时间点位于用餐时间范围内比如11:30 12:30吋，这时的司机休息时间还要加上司机用餐的时间，比如吃饭需用30分钟，此吋，司机休息时间为10 分钟+30分钟=40分钟。设计最大等待时间是为了避免同一发车方案中相邻两个行程的间隔时间太长，以提高效率，这个值的设定可以根据实际情况而定。最长工作时间可以是司机一天的工作时间，也可以是司机一天工作时间的两倍 (可以分给两个司机使用)，设计最长工作时间是为了将ー辆车一天的驾驶时间与司机的工作时间匹配起来。对于每一个初始发车时刻点，预先获取所述初始发车时刻点对应车辆从ー个站点到另ー个站点(从主站到副站ー趟的行驶时间、或从副站到主站)一趟的行驶时间；当所述车辆从ー站驶往另一站时，将当前发车时刻点加上所述车辆从ー站到另ー 站ー趟的行驶时间记为所述车辆从ー站到达另ー站时的到达时刻点，将所述到达时刻点加上司机休息时间记为发车时刻点初始时间，将所述发车时刻点初始时间加上最大等待时间记为发车时刻点结束时间，将时间区间作为所述初始发车时刻点对应车辆的可用发车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左兴权，水新国，张天乐，陈程，仇晨晔，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：