[發明專利]面向實時需求的城市定制公交調度方法

有效

• 申請號: 202011367124.5
• 申請日: 2020-11-29
• 公開（公告）號: CN112561249B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 周雪梅;席姣姣;梁甲慧;王曄涵
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06K9/62;G06Q50/26
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種面向實時需求的定制公交調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，實時需求定制公交調度模型的建立

所生成的實時需求定制公交線路對兩種類型的乘車請求做出響應，車輛在行駛過程中根據乘車請求時間上的差異，將接客過程分為兩個階段：

所面向乘客實時需求的車輛路徑問題涉及時間窗，即車輛在載客能力范圍內根據請求點的乘客服務時間，形成面向乘客的服務路徑，決策變量表示為：

第一階段，車輛按調度中心給出的初始路徑出發并有序接客，該階段的線路生成是個OVRPTW問題；

每個乘車請求的出行行為集合O表示為：

乘客在上車區域站點的動態和靜態信息集合SJ表示為：

乘客在下車區域站點的動態和靜態信息集合SD表示為：

定制車輛信息集合V表示為：

V＝{C,N_on} (5)

第一階段初始路徑優化的目標函數：

s.t.

Σ_q∈Nx_0q＝1 (10)

Σ_p∈Nx_p,n+m+1＝1 (11)

上述各式中，式(7)代表N^*中必然經過的站點，式(8)代表N^*中必然離開的站點；式(9)代表車輛的載客量限制，式(10)代表載客起點，式(11)代表載客終點；

所述第一階段，車輛選擇在第一個乘客發出乘車請求后間隔T發車，或選擇先后有N個乘客發出乘車請求后再發車，乘客的乘車請求發車信息經過調度中心核算，車輛綜合乘客的位置信息形成一條初始路徑，進入第二階段；

第二階段，車輛行駛過程中根據第一階段乘客的位置以及結合時間信息形成最優化動態行駛路徑，若乘客的乘車請求信息不在響應范圍內，則系統及時做出反饋；

第二階段實時響應路徑優化的目標函數：

s.t.

Σ_q∈Nx_0q＝1 (20)

Σ_p∈Nx_p,n+m+1＝1 (21)

上述各式中，式(16)代表N^*中必然經過的站點，式(17)代表車輛未達到滿載時必然被訪問到N^-中的點，式(18)代表車輛會離開的站點，式(19)代表車輛的載客量限制，式(20)代表載客起點，式(21)代表載客終點；

其中：

為第i個乘客請求產生的時間；

為第i個乘客期望的最早服務時間；

為第i個乘客可接受的最晚服務時間；

σ_o為單位時間乘客候車成本；

b為每響應一個請求企業所產生的收益；

為第i個乘客請求的x坐標；

為第i個乘客請求的y坐標；

為第i個乘客請求的目的地的x坐標；

為第i個乘客請求的目的地的y坐標；

為車輛預計到達站點q時間；

為車輛響應動態請求后預計到達站點q時間；

為第j個站點期望的最早服務時間；

為第j個站點可接受的最晚服務時間；

為車輛到達站點j前站內乘客數；

為車輛到達站點q前車上乘客數；

為車輛到達站點j下車乘客數；

σ_w為單位時間的站內候車成本；

為第j個站點的x坐標；

為第j個站點的y坐標；

v為車輛的行駛速度；

σ_v為行駛單位時間車輛產生的成本；

C為車輛的最大載客量；

N_on為當前在車人數；

t_ad為車輛的啟停時間；

t_pq為公交車從站點p運行至站點q的時間；

步驟二、設計遺傳算法輸出最優路徑

采用遺傳算法進行求解，并且將第一階段的決策應用到第二階段中；第二階段的目標函數最終作為單目標優化問題進行求解；

為提高遺傳算法效率，適應度函數采用以自然常數為底的指數函數，表示為：

f_i＝exp(2000/G_i) (22)

式中：G_i為第二階段目標函數值；

個體被選擇的概率為：

p_i＝f_i/Σf_i (23)

發車前的第一階段目標函數是尋找一條包含必須經由站點的最優化線路，發車后的第二階段目標函數是根據乘客的乘車請求形成的合乘站點及固定站點，形成一條貫穿上述站點的最優路徑。