[發明專利]一種基于期望行駛成本的公交車輛停車場選址方法

在審

• 申請號: 202111088365.0
• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113780851A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 劉杰;顧高翔;張穎
• 申請（專利權）人: 上海世脈信息科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F30/20;G06F111/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于期望行駛成本的公交車輛停車場選址方法。基于城市交通路網數據，計算獲得公交首末站與候選車輛停車場之間直達、只經停加油站、只經停維修保養場和同時經停加油站和維修保養場這4種情況的最小成本路徑，構建其最小成本距離矩陣，在計算各個公交首末站對異地停車需求、公交車輛往返公交首末站和車輛停車場過程中加油和維修保養概率、公交部門對車輛停車場建設成本和車輛往返公交首末站和停車場的時間成本之間的偏好基礎上，構建復合成本最優的設施布局的全局優化算法，計算在公交線路新能源背景下最優的公交車輛停車場數量及選址，以及在此結果下的各公交首末站不同類型車輛的停車安排。

技術領域

本發明涉及一種基于期望行駛成本的公交車輛停車場選址方法，屬于大數據分析技術領域。

背景技術

公交系統是城市居民出行重要的出行方式，對城市日常運行具有極為重要的意義，是城市空間相互連接的紐帶。公交系統能夠便捷有效地提高城市居民的出行速度，擴大居民的出行范圍，是城市得以持續擴張的重要保障。在快速城鎮化的進程中，隨著城市的不斷發展和城市人口的上升，城市的公交系統變得越來越龐大和復雜，隨著公交線路數量不斷上升，公交班次間隔和重點地區正點率要求不斷提高，公交車輛的保有量持續膨脹，公交線路的首末站無法直接承載其線路上所有公交車輛，需要在其首末站周邊開辟新的公交車輛停車場，即無法在首末站停車的車輛夜間需要到異地停車場停車。但是，停車場的選址涉及到多方面的因素，首先，在城市環境中的設施區位選址受道路網、城市土地利用規劃及地價等多方面因素影響，無法自由選址；其次，停車場選址涉及其與公交首末站、加油站、維修保養場間通行成本與時耗；再次，公交車輛加油充電和維修保養行為在統計上是隨機的，為停車場的選址帶來了不確定性。基于此，本發明設計了一種基于期望行駛成本的公交車輛停車場選址方法，基于道路交通網的行駛時間成本獲得候選停車場與公交首末站、加油站和車輛維修保養場之間的成本距離，綜合考慮公交車輛異地停車需求、公交車輛加油充電和維修保養概率、候選公交車輛停車場建設成本等因素的復合成本最優設施布局及優化算法，獲得公交車輛停車場的需求數量及最優選址，也可實現在現有公交車輛停車場位置基礎上的進一步優化。

中國專利公開號CN 112750063 A公開了一種基于隨機規劃的公交車隊設施選址-路徑規劃-調度方法，著重車輛充能站點的選址，本發明考慮車輛的加油和維修保養場都是在現有的加油站和維修保養場基礎上實現公交車輛異地停車場選址的全局和局部優化，并不涉及對加油站和維修保養場的選址優化，也不涉及對車輛調度的優化。學術論文《城市公交停保場選址模型研究》建立的多目標優化的城市公交停保場選址模型，當并未考慮加油站和維修保養場對停車場選址的影響。

對比已有的相關研究和專利，本發明的主要創新是在已有加油站和維修保養場空間布局的基礎上，設計設施區位選址算法，以CES函數建立的復合成本為優化目標，建立公交車停車場選址優化模型，對公交車輛異地停車場數量及其選址進行全局/局部優化。

發明內容

本發明的目的是利用道路交通網的行駛時間成本，計算候選公交車輛停車場與公交首末站、加油站和車輛維修保養場之間的成本距離，在分析各個公交首末站的車輛異地停車需求的基礎上，計算公交車輛停車場的最優選址，可在現有公交車輛停車場的基礎上進行進一步優化。為了達到上述目的，本發明提供了一種多目標復合成本最優設施布局算法，包括以下步驟：

步驟1、從城市管理部門和公交系統管理部門獲取公交車輛停車場相關的空間位置、容量、建設成本等，公交線路首末站相關的位置、運營線路、在冊車輛等信息，及城市土地利用數據、分等級道路網絡數據等基礎數據，首先計算其異地停車需求，并通過已有車輛加油、充電、保養頻次計算公交車往返首末站和車輛停車場過程中需要加油和車輛維修保養的概率，及停車場內充電需求；

步驟2、針對每個公交線路首末站和候選公交車輛停車場，以通行時間為成本，計算其在道路交通網中的最小成本距離，考慮車輛直接往返首末站和停車場、車輛在往返過程中加油、車輛在往返過程中維修保養、車輛在往返過程中同時加油和維修保養這4種可能出現的情況，分別計算其最小成本距離；