[發明專利]一種靈活公交動靜態協同調度方法

在審

• 申請號: 202310306550.5
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116168529A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 安琨;張心妍;曾淋;馬萬經
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;G08G1/01
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

本發明涉及一種靈活公交動靜態協同調度方法，包括靜態調度與動態調度兩階段，其中靜態調度階段通過設計預約時間窗聚集用戶需求，同時考慮各站點后續出現實時請求的可能性，建立并求解靜態調度模型，確定靈活公交初始跳站路線與時刻表，同時將請求匹配結果反饋給用戶；動態調度階段在靜態調度的基礎上針對實時請求，建立并求解動態調度模型，更新靈活公交的跳站路線與行駛時刻表。本發明在靜態調度階段加入了實時請求出現的概率，延長相應站點的停站時間，將靈活公交靜態調度與動態調度有機結合，有利于提高實時請求接受率，并且在低客流區域或非高峰時段，通過跳站與靈活的時刻表，避免空駛與滿載率較低的情況，降低運營成本，提高服務質量。

技術領域

本發明涉及靈活公交和互聯網領域，尤其是涉及一種靈活公交動靜態協同調度方法。

背景技術

根據服務模式的不同，城市公共交通系統大致可分為常規公共交通和需求響應型公共交通兩大類。常規公交按照固定線路固定時刻表的方式運行，可以為乘客提供穩定的出行服務，在高客流區域(如住宅區、辦公區等)運行良好。但是在低客流區域(如郊區、工業園區等)，如果發車頻率較高，公交車空駛現象嚴重，滿載率低，運營成本高；如果發車頻率較低，則乘客等待時間長。靈活公交作為需求響應型公共交通的一種，既可以按固定線路行駛或在固定站點停靠，也可以通過變更線路或者停靠站點按需提供出行服務，減少行程時間，降低運營成本。

現有靈活公交調度的研究可分為靜態調度、動態調度與動靜態兩階段調度三類。兩階段調度研究一般為第一階段針對預約需求，求解靜態調度模型，確定車輛行車路線與時刻表；第二階段在第一階段的基礎上求解動態調度模型，響應實時需求。動態和靜態階段相對獨立，在靜態階段中缺少對后續實時請求分布情況的考慮，實時請求響應率低，缺少對靈活公交動靜態協同調度的研究。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種靈活公交動靜態協同調度方法，根據歷史需求與預約需求，通過設計跳站路線與靈活的時刻表，優化靈活公交靜態調度方案，在此基礎上動態調整跳站路線與時刻表，響應實時需求，減少乘客出行時間，降低公交運營成本。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種靈活公交動靜態協同調度方法，包括以下步驟：

獲取并統計公交線路各站點的歷史請求數據，計算各站點各時段出現實時請求的概率；

設計預約時間窗，通過網絡平臺聚集截止時間之前的用戶預約請求；

根據各站點各時段出現實時請求的概率與用戶預約請求，建立并求解靈活公交靜態調度模型，確定靈活公交的跳站路線與到達、駛離、經停各站點的時間，得到靈活公交初始調度計劃；

反饋給用戶預約請求匹配結果，并指示公交車執行初始調度計劃；

在截止時間之后，實時獲取用戶動態請求，建立并求解靈活公交動態調度模型，更新靈活公交的跳站路線與到達、駛離、經停各站點的時間，得到更新后的調度計劃；

反饋給用戶實時請求匹配結果，并指示公交車執行更新后的調度計劃。

所述各站點各時段出現實時請求的概率為：

式中，B為公交站點集合；T為一天內劃分的時段集合；為站點v_i在t時段實時請求的數量。

所述預約時間窗是為用戶提供的可選擇的接乘時段，包括最早接乘時間與最晚接乘時間。

所述用戶預約請求包括每位用戶選擇的接乘時間窗、接乘站點與送達站點信息。

所述靈活公交靜態調度模型綜合考慮包括用戶行程時間、車輛行程時間、車輛載客量在內的因素建立約束，所述靈活公交動態調度模型綜合考慮包括車內用戶與計劃乘車用戶的時間、車輛載客量在內的因素建立約束。