[發明專利]一種基于隨機機會約束的客運車輛實時調度方法

在審

• 申請號: 202011389669.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112562377A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 許旺土;李傳明;劉欣荷;陳捷;肖晴牧;文琰杰;丁昌星
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門市交通運行監測指揮中心;廈門衛星定位應用股份有限公司
• 主分類號: G08G1/123
• 分類號: G08G1/123;G08G1/01;G06K9/62;G06N3/12
• 代理公司: 北京華創智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 彭隨麗

1.一種應用機會約束規劃的車輛動態調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，建模：根據Fisher有序聚類分析算法，將全天時間分段，每個子時段內的路況、客流等相同，即假設此子時段內發車間隔相等；設客運車輛線路有n+1個站點，記為0,1,2,...,n-1,n；確定每個子時段每個區間乘客流量變化之后，得到客運車輛企業在一個子時段內的收益；根據乘客等待時間和車輛容量的約束條件，得到模型：

其中，Nj表示在第j個時段內，客運車輛車的發車次數；i：表示第i個車站；k表示第k輛客運車輛車；j表示將總的營運時段分為h個子時段，j為第j個時段，j＝1，2，…，h；表示在第j個時段內，單位時間內到達車站i的隨機乘客數；表示在第j個時段內，第k輛車在車站i的隨機下車乘客數；t＝(t_1,k，t_2,k，…，t_i,k，…，t_n,k)：其中，t_i,k表示第k輛車在車站i離開的時間；t_k表示第k輛車在起點站的發車時間；表示在第j個時段內乘客能夠接受的最大等待時間，超過這個時間乘客就會不滿；表示客運車輛企業在一個子時段內的收益；f_i,k表示第k輛客運車輛車到達第i站的時間；C_t為票價；C_d為客運車輛車一次發車的成本，包括燃料、維護、人員等費用；Q_k表示車輛k的固定運載能力，其中，k＝1，2，…，m；Pr{·}表示{·}中的事件成立的概率；α、β、γ表示概率值；

步驟二，對隨機系統約束進行檢驗：對決策變量N_j，使用隨機模擬技術檢驗下列機會約束式成立與否：

步驟三，計算所述模型中的目標值

步驟四，基于隨機模擬的遺傳算法求解最優值；

步驟五，確定多時間區間實時調度方案。

2.如權利要求1所述的方法，其中，確定多時間區間實時調度方案的具體步驟為：

步驟1：X＝[x₁,x₂,....,x_i,...,x_K]為染色體，其中x_i表示第i個時段的發車間隔，并設計不確定函數：

U(X):X→[U₁(X),U₂(X),U₃(X),U₄(X)]，

式中：X為實時調度發車間隔決策向量；

步驟2：利用隨機模擬技術為不確定函數U(X):X→[U₁(X),U₂(X),U₃(X),U₄(X)]產生輸入輸出數據(訓練樣本)，其中輸入有K個，為各個時段的均一發車間隔，輸出有4個，為四個不確定函數的值；

步驟3：利用隨機模擬技術產生pop_size個符合約束條件的初始的染色體，其中主要約束條件為：x_min≤x_i≤x_max，i＝1,2,…,K，針對該問題，染色體可根據下式產生x_i～u(5,20),i＝1,2,…,K；其中，～u(5,20)表示在區間[5,20]產生均勻分布的隨機數，u(·)為均勻分布概率分布函數；

步驟4：對染色體進行交叉變異操作，并檢查后代的有效性，其中：遺傳算子的交叉、變異規則以及遺傳算法參數的標定和選擇標準；

步驟5：計算所有染色體的目標值：f(X)＝U₁(X)+U₄(X)－U₃(X)－U₂(X)，其中，U_i(X)，i＝1～4為通過隨機模擬得到的四個不確定函數的值；

步驟6：根據目標值計算每個染色體的適應度，適應度的評價函數采用基于序的方法確定；

步驟7：通過旋轉賭輪選擇每一個染色體；

步驟8：重復步驟4至步驟7，直到完成給定的循環次數；

步驟9：找出最好的染色體作為最優解。