[發(fā)明專利]一種基于需求響應(yīng)型公交的發(fā)車時刻優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910541304.1
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110232831A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛慶紅;趙靖;韓印
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G08G1/123
• 分類號: G08G1/123;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30;G06Q50/26
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余昌昊

本發(fā)明提出了一種基于需求響應(yīng)型公交的發(fā)車時刻優(yōu)化方法，針對服務(wù)對象在時空分布具有差異性的需求響應(yīng)型公交，對其發(fā)車時刻進(jìn)行優(yōu)化。該優(yōu)化方法以需求響應(yīng)型公交乘載率與乘客平均滿意度的權(quán)重組合值最大為目標(biāo)，考慮需求時間區(qū)間、發(fā)車時刻時間區(qū)間、需求種類、乘客等待時間、車輛容量等約束條件，建立需求響應(yīng)型公交發(fā)車時刻優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明將發(fā)車時刻、需求響應(yīng)、行車路徑整合在一個統(tǒng)一的優(yōu)化模型中，進(jìn)行同步優(yōu)化，從而提高需求響應(yīng)型公交服務(wù)的時效性及其運營水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于公交發(fā)車時刻優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于需求響應(yīng)型公交的發(fā)車時刻優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

優(yōu)先發(fā)展公共交通是提高城市公交出行方式比例、緩解交通擁堵的重要方法。傳統(tǒng)的公交出行方式存在步行到站距離遠(yuǎn)、等車時間較長等諸多問題。在這種背景下，一種高品質(zhì)的公交出行方式—“需求響應(yīng)型公交”應(yīng)用而生。目前對需求響應(yīng)型公交的研究主要集中于行車路徑優(yōu)化，為加快需求響應(yīng)型公交在國內(nèi)成功普及的步伐，優(yōu)化公交發(fā)車時刻的研究應(yīng)被重視。現(xiàn)有的發(fā)車時刻優(yōu)化研究對象多是針對普通公交，對需求響應(yīng)型公交的發(fā)車時刻優(yōu)化未見有針對性的有效方法，并且也未檢索到這類方法的發(fā)明專利。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，有關(guān)公交發(fā)車時刻優(yōu)化研究，主要有以下幾種：1)以單線普通公交為研究對象的發(fā)車時刻優(yōu)化。關(guān)于單線普通公交的發(fā)車時刻優(yōu)化，目前有四種經(jīng)典發(fā)車頻率確定方法，其中有兩種方式是根據(jù)站點調(diào)查得出的日最大客流斷面、小時最大客流斷面來確定發(fā)車頻率。另外兩種方式是基于跟車調(diào)查，根據(jù)是否有無服務(wù)水平評價準(zhǔn)則來確定發(fā)車頻率，代表著作有《公共交通規(guī)劃與運營:理論、建模及應(yīng)用》。在此基礎(chǔ)上，有學(xué)者為更清楚的表達(dá)公交公司利益與乘客利益之間的關(guān)系，將一天中的營運時間根據(jù)客流規(guī)律劃分為多個長度均等的時段，考慮不同時段中的發(fā)車頻率，提出一種基于單車期望總成本最小的發(fā)車頻率優(yōu)化模型，較有代表性的文獻(xiàn)有《城市公交線路調(diào)度發(fā)車頻率優(yōu)化模型》、《基于綜合集成賦權(quán)法的公交發(fā)車頻率優(yōu)化模型》、《單線公交發(fā)車頻率優(yōu)化及行車時刻表編制研究》。2)以公交線網(wǎng)為研究對象的公交發(fā)車時刻優(yōu)化。為提高公交車輛在換乘站點處的銜接效率，有學(xué)者認(rèn)為需要統(tǒng)籌考慮線網(wǎng)布局與時刻表編制，根據(jù)公交線網(wǎng)運營模式特征，研究了線網(wǎng)協(xié)調(diào)控制對發(fā)車間隔和出行時間優(yōu)化的影響，以企業(yè)盈利最大和乘客出行時間成本最小為目標(biāo)，構(gòu)建了多目標(biāo)區(qū)域公交時刻表模型。較有代表性的文獻(xiàn)有《基于公交線網(wǎng)布局的區(qū)域時刻表編制》、《公交網(wǎng)絡(luò)時刻表編制的理論建模及可靠性控制方法研究》、《區(qū)域公交調(diào)度時刻表優(yōu)化研究》。3)以接駁公交為研究對象的公交發(fā)車時刻優(yōu)化。近年來軌道交通修建大規(guī)模興起，有學(xué)者考慮軌道交通換乘常規(guī)公交乘客、常規(guī)公交換乘軌道交通乘客和常規(guī)公交非換乘乘客，以此三類乘客群的總候車時間最小或系統(tǒng)效益最大為目標(biāo)函數(shù)，建立接駁軌道交通的常規(guī)公交時刻表協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，提高城市軌道交通與微公交的換乘效率，較有代表性的文獻(xiàn)有《城市接運公交發(fā)車時刻表優(yōu)化》、《接駁地鐵的微公交發(fā)車間隔優(yōu)化模型和算法》、《基于軌道交通的常規(guī)公交時刻表協(xié)調(diào)優(yōu)化研究》。綜上所述，目前的發(fā)車時刻優(yōu)化研究相對較全面，多是通過優(yōu)化發(fā)車頻率或車發(fā)間隔進(jìn)行發(fā)車時刻的優(yōu)化。

但上述3種公交發(fā)車時刻優(yōu)化的研究對象均是針對固定站點形式的普通公交，優(yōu)化過程中，對乘客等待時間的處理均采用的是發(fā)車間隔的一半、對發(fā)車頻率的處理均根據(jù)各時段客流到達(dá)分布規(guī)律在時段內(nèi)進(jìn)行等間隔發(fā)車，但未對時段長度與相鄰時段的乘客分布的差異進(jìn)行研究分析。然而，時段長度的劃分關(guān)系到該時段的發(fā)車次數(shù)：如果相鄰時段的乘客分布差異過大，則在上一時段末下一時段初這一分割點時段，將會出現(xiàn)供求不匹配的情況。由此可見在某些情況下使用劃分時段的方法來優(yōu)化發(fā)車時刻時會存在一定的盲區(qū)。此外，需求響應(yīng)型公交的服務(wù)對象在時間和空間上的分布波動性較強(qiáng)，強(qiáng)調(diào)服務(wù)的時效性，采取上述方法研究其發(fā)車時刻優(yōu)化并不合適。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于需求響應(yīng)型公交的發(fā)車時刻優(yōu)化方法，該優(yōu)化方法以需求響應(yīng)型公交乘載率與乘客平均滿意度的權(quán)重組合值最大為目標(biāo)，考慮需求時間區(qū)間、發(fā)車時刻時間區(qū)間、需求種類、乘客等待時間、車輛容量等約束條件，將發(fā)車時刻、需求響應(yīng)、行車路徑整合在一個統(tǒng)一的優(yōu)化模型中，進(jìn)行同步優(yōu)化，從而提高需求響應(yīng)型公交服務(wù)的時效性及其運營水平。