[發明專利]一種實時響應式定制公交遞階調度方法

在審

• 申請號: 202110649125.7
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113538886A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 韓霜;陳牛;傅惠;趙佳虹
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 張生梅

本發明公開了一種實時響應式定制公交遞階調度方法，分為兩個遞進的優化階段：首先，以分時段流向間相似度的逐級合并的乘客出行規律為依據規劃定制公交車輛初始線路；然后，以事先規劃的初始線路為參考，選擇其部分或全部站點作為車輛實際行駛的必經站點，進一步根據實時乘客需求對車輛和乘客進行匹配、計算車輛行程時間并動態調度車輛實時調整其行駛路線，從而為乘客提供個性化、高品質的公交出行服務。本發明的遞進結構，使得定制公交車輛調度既能滿足實時出行需求的要求，又能夠兼顧車輛后續行駛過程中最可能出現的需求，即本發明既能應對高度隨機和分散的乘客需求，又可以避免僅僅依靠實時乘客需求進行決策而可能產生的決策短視行為。

技術領域

本發明涉及智能公交的技術領域，尤其涉及到一種實時響應式定制公交遞階調度方法。

背景技術

迅速增長的個性化、高品質出行需求使得城市交通供給和需求之間的矛盾日益凸顯，傳統的固定線路公交由于其車內空間擁擠、靈活性不足、出行時間長且不可控等缺點備受乘客詬病。而隨著移動互聯網技術的迅速發展，多種新型的共享交通方式(如定制公交等)開始出現并迅速彌補傳統公共交通方式的不足。定制公交依靠移動互聯網技術，利用大/中運量的交通工具，通過整合個體交通出行需求，為出行起終點、出行時間、服務需求相同或相似的人群提供個性化定制出行服務，是一種可持續的新型交通模式。定制公交具有“舒適、準時、便捷、個性化服務”等優勢，自該服務推出起即深受市民的追捧；由于其服務的集約性，其在減少車輛總行駛里程、減少出行車輛總數、降低機動車尾氣排放等方面都具有顯著作用，并且在高峰期或交通資源緊缺的情況下，也可以更有效的利用現有道路資源。

按照對乘客需求處理方式的差異，定制公交可以分為靜態預約式定制公交和實時響應式定制公交。在后一種方式中，定制公交系統須及時將實時提交的乘客需求與車輛進行匹配，根據可以響應的乘客需求規劃新的定制公交線路或調整處于運營狀態的定制公交車輛的行駛線路，計算車輛到站時間。由于允許將實時提交的乘客需求加入到正在運營的線路中，故實時響應式定制公交車輛的行駛路線以及停靠站點是隨著實際響應的乘客需求動態變化的。鑒于實時響應式定制公交面對的實時乘客需求具有較強的隨機性且在時空分布上高度分散，其調度決策面臨兩方面的挑戰：(1)由于乘客需求可在定制公交車輛行駛過程中陸續提交，運輸企業只能基于部分已知的乘客需求進行車輛調度優化，而該調度決策有可能無法較好地滿足車輛后續行駛途中產生的乘客需求；(2)在動態乘客需求及實時響應的條件下，平衡運輸企業和乘客雙方利益存在較大的困難。

國內外部分學者對動態乘客需求情形下的定制公交線路優化進行了研究。其中，文獻[1]Wang C.,Ma C.,Xu X.,Multi-objective optimization of real-timecustomized bus routes based on two-stage method,Physica A,2020,537,1-24.將地理位置人為地劃分為單獨的上車區域和下車區域，建立了定制公交線路規劃多目標優化模型，在該模型中，首先根據靜態需求進行線路規劃，然后再根據接收的動態需求調整線路；文獻[2]Huang D.,Gu Y.,Wang S.,et al.,A two-phase optimization model for thedemand-responsive customized bus network design,Transportation Research PartC,2020,111,1-21則事先設定乘客需求接收截止時間，然后將該截止時間之前接收的乘客需求插入定制公交線路中，最后再以響應的乘客需求為依據優化定制公交線路。

但文獻[1]中，無法兼顧未來最可能出現的乘客需求，并且乘客上下車地點需要遵循人為設定的上下車區域劃分規則。而文獻[2]中，直至車輛到達終點前，車輛行駛線路不能根據實際需求動態調整。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種實時響應式定制公交遞階調度方法，可以實現定制公交車輛與動態實時乘客需求的匹配，為實時響應式定制公交調度提供決策支持。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：