[發明專利]一種公交發車頻率仿真調度系統

在審

• 申請號: 202110652759.8
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113537713A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王銘宇;張樂文
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 張斌

本發明提供一種公交發車頻率仿真調度系統，包括運算模塊，獲取公交線路信息，基于Nasch模型執行公交運行的模擬和仿真；可視化模塊，接受運算模塊的數據，生成道路網格的可視化界面；可操控模塊，獲取公交運行過程中可變參數的變更信息并進行控制，將控制變量數據發送至運算模塊進行運算。該公交發車頻率調度系統能夠實現實現公交發車頻率的動態調度，對公交運行過程中的突發事件進行模擬，構建可靠性指標體系衡量公交車在某個特定發車頻率下的運行效率，依據可靠性指標提出一系列動態調整發車頻率的措施。該措施能夠有效緩解公交車運行過程中遇到的各類問題，實現科學的動態調度，提高公交系統運營效率。

技術領域

本發明涉及交通運輸技術領域，特別涉及一種公交發車頻率仿真調度系統。

背景技術

公交發車頻率的調度指的是依據道路狀況和各站點客流量，動態確定各時段一條公交線路的發車頻率，以達到合理控制公交系統運行的目的，提高公交系統的運營效率。

目前已有的尋找最優公交發車頻率算法大多是以最小化公交運營成本和乘客出行成本為目標，使用遺傳算法求解。在得到最優發車頻率后，已有的調度策略例如根據行車作業計劃編制流程開發公交調度系統，利用公交信號優先的策略預測公交運行的未來狀態。然而，實際調度中考慮到乘客的需求差異性大、實時變化性大等問題，目前也存在考慮乘客動態需求的公交調度模型和支持即時響應式的公交調度模型。

元胞自動機可以描述為任意有限維的離散網格，每格均處于一種有限狀態。且每格于t時的狀態由t-1時其鄰域格的狀態決定。Nasch模型使用初等元胞自動機的第184規則對交通流進行模擬。在Nasch模型中，時間、空間以及速度都被離散化，道路被劃分為離散的格子(元胞)。每個元胞或者是空的，或者被一輛車占據，每輛車的速度取值可以為1,2,...,v_max。在時間步增加過程中，模型按照如下規則進行演化：

Step1.加速：v→min(v+1,v_max)，表示在不超過最大速度的情況下速度加1，反應了司機傾向于以盡可能大的速度行駛的特點。

Step2.減速：v→min(v,d)，d為車輛與前車的距離，以確保車輛不會與前車發生碰撞。

Step3.隨機慢化：以隨機概率p令v→max(v-1,0)，由于駕駛人的駕駛技術、道路條件等不確定因素導致車輛減速，減速的極端條件是車輛靜止。

Step4.位置更新：x→x+v，車輛按照更新后的速度繼續向前移動。

在綜合考慮乘客需求和公交運營成本的基礎上，使用Nasch模型能夠很好地模擬車輛的運行狀態、路況以及各類突發事件，便于過程的展示。

綜上所述，Nasch模型在公交調度中具有優勢，除此之外，如何基于Nasch模型進一步提高公交系統運營效率也是公交運營公司需要解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中提到的問題，本發明提供一種公交發車頻率仿真調度系統，在動態和可操控的前提下對實際公交運行過程進行模擬，能夠提出有效提升公交系統運營效率的調度策略。

本發明提供的一種公交發車頻率仿真調度系統，包括以下模塊：

運算模塊，獲取公交線路信息，基于Nasch模型執行公交運行的模擬和仿真；

可視化模塊，接受運算模塊的數據，生成道路網格的可視化界面；

可操控模塊，獲取公交運行過程中可變參數的變更信息并進行控制，將控制變量數據發送至運算模塊進行運算；

其中，運算模塊的執行方法包括：

L1、在Nasch模型基礎上執行以下規則，