[發明專利]一種乘客需求過飽和的可變線路式接駁公交調度方法

有效

• 申請號: 202110409244.5
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113257028B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 孫春洋;潘彩霞;金立艷;陸海亭
• 申請（專利權）人: 南京交通職業技術學院
• 主分類號: G08G1/123
• 分類號: G08G1/123;G08G1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種乘客需求過飽和的可變線路式接駁公交調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將乘客實際出行需求和預設出行需求進行比較，確定是否處于乘客需求過飽和狀態，如果是，進入步驟(2)；

(2)根據乘客采用可變線路式接駁公交出行的天數比例、乘客發生預約申請的時間，確定乘客安排進班次的順序；

(3)按照“就近插入為前提”、“雙向選擇為基礎”和“耗時最少為目標”的原則，進行初次排班，將乘客依次安排進班次，沒能安排進班次的乘客進入初步被拒絕乘客集合中；

(4)針對初步被拒絕乘客集合中的乘客，再次根據乘客采用可變線路式接駁公交出行的天數比例以及乘客發生預約申請的時間，確定乘客安排進班次的順序；并按照“就近插入為前提”和“耗時最少為目標”的原則，將初次排班中被拒絕乘客重新安排進班次；

所述步驟(3)具體包括如下內容：

(3.1)按照“就近插入為前提”原則確定服務乘客的班次順序：

首先根據可變線路式接駁公交的歷史數據估算乘客在各班次的上車時間，將估算得到的乘客在各班次的上車時間與乘客的預約出行時間比較，計算各班次的上車時間和乘客的預約出行時間的時間差，將時間差從小到大進行排序，根據時間差的排序，得到服務班次順序；

(3.2)按照“雙向選擇為基礎”原則確定當前服務班次能夠服務乘客：

針對步驟(3.1)得到的服務班次順序，選取排序第一的服務班次作為候選服務班次，在[0,1]之間生成一個隨機數值，將該隨機數值與乘客接受上車概率比較，如果隨機數值小于乘客接受上車概率，表示當前候選服務班次可以嘗試為乘客服務；反之則表示當前候選服務班次不能為乘客服務，選擇排序第二的服務班次作為新的候選服務班次，在[0,1]之間重新生成一個隨機數值進行比較，直到確定服務班次；當所有的班次都不能服務該乘客時，該乘客的出行需求被拒絕；

(3.3)按照“耗時最少為目標”原則確定乘客的插入位置：

在已經服務num個乘客的班次中，有第num+1個乘客插入，計算該第num+1個乘客在不同插入位置時車輛的行駛時間將引起車輛行駛時間增加最少的位置確定為乘客的插入位置；

在每個插入位置，車輛的行駛時間計算方式為：

其中，為乘客插入位置為j時班次i的行駛時間，j＝1，2,3……num，num+1；為班次i服務num個乘客的行駛時間；(x_p,y_p)為乘客P的坐標位置；(x_j-1,y_j-1)為插入位置前一個乘客的坐標位置；(x_j,y_j)為插入位置后一個乘客的坐標位置；t_d為車輛等待時間，v為車輛行駛速度；

如果該第num+1個乘客的插入，使得車輛的行駛時間沒有超過時間窗約束，就確定該班次可以服務第num+1個乘客；

如果該第num+1個乘客的插入，使得車輛的行駛時間超過了時間窗約束，則當前班次不能服務第num+1個乘客，在通過所述“就近插入為前提”原則確定的服務班次順序中，繼續挑選下一個班次嘗試服務該乘客，如果直至最后一個班次也不能服務乘客，乘客就進入初步被拒絕乘客集合中；

步驟(3.2)中，所述乘客接受上車概率按如下方式獲得：

假設存在兩級時間窗，第一級時間窗為“接受時間窗”，在此時間窗內，只要有能夠服務乘客的位置，乘客接受系統的出行安排；第二級時間窗為“選擇時間窗”，在此時間窗內，乘客可能會接受系統的安排，乘客P的接受上車概率符合logit模型：

其中，Pro(P)為乘客P接受系統安排的概率；T_p為系統安排乘客P的上車時間；為乘客P“接受時間窗”的下限時刻；乘客P“接受時間窗”的上限時刻；為乘客P“選擇時間窗”的下限時刻；為乘客P“選擇時間窗”的上限時刻；

所述步驟(4)具體包括如下內容：

(4.1)將乘客在預設周期內采用可變線路式接駁公交出行天數的比例作為第一排序指標，將第一排序指標降序，確定乘客安排進班次的順序；

(4.2)按照“就近插入為前提”原則確定服務乘客的班次順序：

首先根據可變線路式接駁公交的歷史數據估算乘客在各班次的上車時間，然后將估算乘客在各班次的上車時間與乘客的預約出行時間比較，計算各班次的上車時間和乘客的預約出行時間的時間差，將時間差從小到大進行排序，根據時間差的排序，對各班次進行排序，得到服務班次順序；

(4.3)按照“耗時最少為目標”原則確定乘客的插入位置：

在已經服務num個乘客的班次中，有第num+1個乘客插入，計算該第num+1個乘客在不同插入位置時車輛的行駛時間然后將引起車輛行駛時間增加最少的位置確定為乘客的插入位置；

在每個插入位置，車輛的行駛時間計算方式為：

其中，為乘客插入位置為j時班次i的行駛時間，j＝1，2,3……num，num+1；為班次i服務num個乘客的行駛時間；(x_p,y_p)為乘客P的坐標位置；(x_j-1,y_j-1)為插入位置前一個乘客的坐標位置；(x_j,y_j)為插入位置后一個乘客的坐標位置；t_d為車輛等待時間，v為車輛行駛速度；

如果該第num+1個乘客的插入，使得車輛的行駛時間沒有超過時間窗約束，就確定該班次可以服務第num+1個乘客；

如果該第num+1個乘客的插入，使得車輛的行駛時間超過了時間窗約束，則當前班次不能服務第num+1個乘客，在通過所述“就近插入為前提”原則確定的服務班次順序中，繼續挑選下一個班次嘗試服務該乘客，如果直至最后一個班次也不能服務乘客，徹底拒絕該乘客的出行需求。