基于区间车速引导的公交运行控制方法

通过分析车辆自动定位数据,揭示在随机因素干扰下城市公交线路车头时距偏差呈现随运行过程放大的趋势,且存在非定向放大向定向放大转换的拐点.提出基于动态车头时距偏差阈值的区间车速引导控制方法,给出控制逻辑和引导车速优化模型.案例应用表明,该控制方法能够抑制车头时距偏差放大趋势,一定程度降低了乘客的出行时间成本,有利于维系车队运行秩序,提升线路服务可靠性.     

基于实时车辆信息共享的公交动态控制策略

为了应对越来越多的乘客利用手机软件实时查看车辆位置信息以帮助其计划出发时间这一发展趋势,探究实时车辆信息共享程度对公交动态控制策略的影响,结合长短时记忆网络(long short term memory, LSTM)预测模型和遗传算法(genetic algorithm, GA)构建GA-LSTM实时混合公交运行轨迹预测模型;在实时公交运行轨迹预测模型的基础上,建立考虑乘客接受实时车辆信息共享程度、以最小化车头时距偏差和乘客乘车时间为目标的公交动态驻站控制策略;通过西安市实际数据测试实时公交运行轨迹预测模型和公交动态驻站控制策略的有效性,并讨论不同最大驻站控制时间、接受实时信息乘客比例对公交动态驻站控制策略的影响。研究结果表明：利用GA-LSTM预测模型预测停车服务时间和站间运行时间的均方根误差(RMSE)相较于传统LSTM预测模型的预测结果分别降低了21.19%和44.55%;考虑实时车辆信息共享的动态控制策略预测结果比未考虑信息共享的动态控制策略目标函数预测结果降低了31.66%;随着最大驻站时间增加,目标函数值减少到定值后保持稳定;随着接受实时信息乘客比例增加,目标函数值持续减少...     

基于多层次综合评价的公交运行瓶颈诊断

运行瓶颈诊断对公交发车时刻表调整和车辆调度优化具有重要意义。从公交乘客和公交运营企业的不同关切点出发,结合公交GPS和IC卡等实时运营数据,提出一种公交运行瓶颈诊断方法。在公交企业运营效益、公交乘客出行效率等因素分析的基础上,分别从站点层面提出公交车头时距、车辆延误度等运行评价方法,在线路层面构建公交行程时间与运输效益评价方法,以及基于站点、线路评价结果的线网层面综合分析方法。最后,利用案例获取的公交车位置、行驶速度、公交乘客数量等实时数据,以及公交站点、线路、线网和调度方案等静态数据,对所提方法进行检验。结果表明,公交运行瓶颈诊断结果与公交实际运行状况具有较高符合度,能够实时、有效反应公交运行状态,具有较好的工程实用价值。     

基于多级前瞻式仿真的公交串车防治方法

公交串车是高频公交线路上常见的系统运行失效现象。由站间行程时间和站点停留时间不确定性引起的串车现象集中体现了公交系统的不稳定性。为了防治公交串车,提出了一类将公交车在站点滞留适当时间的控制方法。新方法基于公交线路仿真系统中多级前瞻式控制行为的演化来确定最佳控制行为。为了合理度量线路运行稳定性,并建立有效的控制行为代价函数,分别定义期望系统车头时距和动态环线车头时距。给出了利用滚动时域法将实地数据用于估计路段行程时间和站点乘客登车时间期望与方差的具体方法。数值算例验证了上述串车防治方法和控制行为代价函数的有效性。研究表明新方法不仅可以有效防止高频线路上串车现象的发生,也可有效减少乘客的平均候车时间。     

公交进站换道行为对车头时距的影响

公交车进站换道行为属于城市道路上的常发性、强制性换道行为.为了探寻因其导致的公交站上游交通组织状态混乱的影响因素,定性分析了公交车进站换道行为的过程,并且借助实际调查数据,定量分析换道耗时、换道次数、离站路程、穿越车道数和交通量这5个因素与车头时距的关系.基于主成分分析法,建立了车头时距与上述5个因素的多元线性回归模型,模型检验效果良好,效果优于经验回归模型.结果表明:公交进站换道对车头时距的影响过程,第1主成分主要反映换道耗时,而换道次数不满足主成分要求,对车头时距影响相对不明显;除了离站路程与车头时距成反比,其余4个因素与车头时距均成正比,即在高峰时期,公交车进站换道位置离站越远,较少的换道耗时、换道次数、穿越车道数或交通量都有助于改善公交站上游车辆交通状况.     

基于多智能体协商的公交分布式滞站控制策略

公交车辆在运行过程中,往往受到外界环境干扰,导致车辆不能按预定时刻表运行,出现"串车"现象。基于多智能体协商机制,提出公交车辆"滞站"的分布式控制策略,在满足公交需求的同时减少乘客等待时间,提高服务质量。以边际费用计算为基础,设计了Bus Agent和Stop Agent之间的协商算法,同时给出了最优化条件。最后,设计仿真实验,对本文提出的协商算法与常见的控制策略比较,实验结果证明了本文提出的算法对不同公交环境的鲁棒性。     

基于分区聚类方法求解接运公交网络设计问题

在接运公交网络设计问题中引入中垂线分区和最短路径分区两种聚类方法,有效化解了公交线路重叠、服务交叉问题.基于最短路径分区聚类方法,以乘客、公交公司和轨道交通运营者三方的总花费最小为目标,通过改进染色体编码方法和遗传操作策略,成功解决了多对一模式下的接运公交网络设计问题.考察了公交线路长度和乘客需求对线路条数、运营频率及总花费等网络性能的影响,结果显示,线路长度或乘客需求增加对线路条数和运行频率影响不大,但总花费增长较快;而线路长度或乘客需求减少时总花费快速减少,但线路结构未必最优.仿真结果说明,基于分区聚类方法的接运公交网络不仅能够完全覆盖服务区域,而且有利于消除冗余线路,降低总花费.     

基于动态安全车距的车辆跟驰模型及稳定性分析

为了更好地模拟车辆的跟驰特性,在全速度差(full velocity difference, FVD)模型的基础上考虑前车与跟随车的车头间距、速度差、速度和加速度等因素,建立了一种基于动态安全车距的改进FVD跟驰模型。构建了可变车头时距模型量化前车加速度对跟驰车头间距的影响程度;应用小振幅扰动分析和长波展开进行了模型线性稳定性分析,推导了改进FVD模型的临界稳定性条件;设计环形道路上微扰动数值仿真实验,分析了扰动后的车辆跟驰行为特性,解析加速度参数对模型抗扰能力的影响。研究结果表明：考虑前车加速度信息可以降低扰动演化时的波动振幅,有助于提高车流的稳定性。     

地铁运营中断下多目标应急公交调度模型研究

考虑地铁运营中断条件下应急公交站点泊车能力受限以及轨道交通折返站和换乘站客流压力较大的特征,在应急公交标准接驳线路的基础上设计了补充接驳线路,来降低乘客的出行延误和提高应急车辆的疏运效率.将线路规划与车辆调度集成一个模型,以应急公交站点的泊车能力、车辆运力、派车能力以及乘客容忍时间为约束条件,构建了多 目标应急公交调度优化模型.利用改进的NSGA-Ⅱ算法求得Pareto分布优化解集,同时采用隶属函数从Pareto前沿中挑选出最理想的折中解,并进行实例验证以及灵敏度分析.研究结果表明:应急车辆行驶的总时间与平均乘客延误之间存在Pareto优化,即决策者可以根据调度目的权衡应急车辆行驶时间与乘客延误的关系.     

考虑车内拥挤状态的公交弹性发车间隔优化

为提高常规公交的出行服务质量，建立了考虑车内拥挤状态的公交弹性发车间隔优化模型.通过量化车内拥挤状态，给出各拥挤状态下的乘车成本;建立了线路各区间的拥挤状态转移函数.考虑乘客的车内拥挤状态感知，建立站点乘客随时间的上下车数量的度量模型;构建乘客出行成本度量模型，以乘客出行成本与车辆运营亏损之和最小化为目标函数，建立了公交弹性发车间隔优化模型;并设计遗传算法对模型进行求解.结果表明:优化模型能够有效降低出行成本.模型对等待成本有着“补短板”效果，对乘车成本有着“削峰”效果，即通过增加乘客到站量小站点的等待成本，降低乘客到站量大站点的等待成本，削弱乘车成本峰值的手段，达到总成本最低的效果.     

上海市轨道交通客流量的公交导向开发影响因素分析

采用了上海市域范围内轨道交通站点层面的数据,运用多元回归方法,检验并确定了影响上海市轨道交通客流量的重要的公交导向开发(TOD)因素.结果表明站点影响区域内的公交车服务次数、公交车平均发车间隔、步行至最近公交站点的时间、轨道交通站点的出入口数量以及站点周围是否有停车场等五个变量对轨道交通的客流量具有显著影响.尤其是,公交车服务次数和平均发车间隔这一对看似矛盾的因素恰好表明了接驳型公交服务的增加对轨道交通客流提高的重要性.此外,提出了具体的政策建议,以期用来指导城市和交通开发的实践活动.     

轨道交通与常规公交换乘优惠模型

为给公共交通票价票制的整合提供决策参考,从理论上研究了轨道交通与常规公交换乘优惠问题。根据福利经济学理论,分析了轨道交通与常规公交运营协调系统的消费者剩余和生产者剩余;并以社会福利最大化为目标,建立了换乘优惠的非线性规划模型,同时给出了模型求解步骤,以确定轨道交通与常规公交运营协调方向、换乘优惠率、同步发车间隔和车辆衔接富余时间等决策变量。结合算例,对比分析了协调控制情况下换乘优惠实施前后换乘网络的运营效果。结果表明,实行换乘优惠能增加整个运营系统的社会福利,其中消费者剩余和生产者剩余分别增加了7.13%和2.95%。     

考虑公交发车频率的信号优先控制方法

首先建立了发车频率、信号周期与不同落点数目的关系模型，并分析了不同落点数目对信号优先控制效果的影响．研究发现当落点数目为1或2即发车频率与信号周期或1／2信号周期成整数倍关系时，信号优先较易实现，且优先策略对社会车辆的影响较小．针对落点为1的情形，以公交车均延误最小为目标研究了落点最优位置模型和多申请下的优先控制模型．对落点为2的情形，提出了调整绿信比和设置重复绿灯相位的控制方法．应用Vissim进行的仿真分析表明，所提出的控制方法在降低公交车均延误和车头时距波动性方面具有显著效果，并能够较好地处理多申请下的信号优先．     

一种公交网络客流分配方法及其实用性研究

在现有公交客流分配方法的基础上,提出了完整的公交网络设计概念,并给出了公交网络的表示方法。根据公交线路特性,分析了换乘、发车频率、票价对客流分配的影响,将其考虑到公交网络的属性中,给出了网络中各种阻抗的计算方法。然后根据Log it模型提出公交网络客流分配方法和指标计算方法,并对此设计了实例进行计算和分析,其过程显示公交线网的特征,结果符合实际情况,计算速度也较快。提出的分配方法适用于公交客流分配,同时可以用于大型网络计算,扩展了公交规划算法的理论。     

Impacts of Bus Lane on Bus Travel Time Reliability:a Case Study in Shenzhen

The aim of the paper is to evaluate the impacts of bus lane on bus travel time reliability.The data used are the Geographic Positioning System(GPS) data of two bus lines running parallel streets in Shenzhen,China,one of which is a bus lane and the other is a regular lane.Two linear regression models are developed to evaluate the influence of bus lane which has a separated right of way.Other factors including running direction,day of week,time of day,dwell time,and delay at the start point are also considered in the model.Without published time tables,coefficient of variance(CV) of travel time is employed to explore the impacts of bus lane.The results indicate that bus lane can save 22.0% of travel time,reduce 11.5% of the CV of travel time,and decrease the variance of headway by 17.4%.The analysis on bus travel time reliability could help operators and drivers improve the quality of transit service.It also sheds light on how to assess the effectiveness of bus lane for transit planners and service operators.     

快速公交车辆发车间隔与信号优先协调研究

研究快速公交车辆发车间隔与路口信号优先的协调优化问题. 针对快速公交全线路口信号选用定周期的优先感应控制方案,提出协调优化问题的衡量指标. 选用遗传算法提出发车间隔与信号控制参数综合优化的求解算法. 以北京的BRT1线为例,应用VISSIM仿真软件与VC++程序进行了算法实现. 实例结果表明:在不同的车速、发车间隔、信号控制方案的组合下,经过优化可以有效提高车辆的速度和准点率,实现真正意义上的公交优先.     

基于可拓学的轨道交通与常规公交换乘收益分配

为解决轨道交通与常规公交换乘收益分配冲突问题,维持企业运营协调的稳定性,应用可拓学方法为企业提供换乘收益分配方案.从贡献和风险2个方面分析了换乘收益分配影响因素,在此基础上,提出了换乘收益分配比例公式,并建立了问题的形式化物元模型和可拓关系模型以衡量换乘收益分配冲突程度.在构建公共交通企业简单成本蕴含系的基础上,分析了生成收益分配协调可行性方案的条件转换桥方法和对可行性方案进行筛选的可拓优度评价方法.算例分析结果表明,可拓方法能够较好地解决换乘收益分配问题.     

多交路共线运行的城市轨道交通车辆运用优化

基于共线交路的四种基本形式,建立了车底独立与套跑运用条件下的多目标非线性混合整数规划优化模型.开发了一个车底运用优化工具,并通过实例验证了该模型的实用性与有效性.结果表明:车底运用数量与共线段行车间隔、不同交路列车的开行比例、共线段及非共线段运行时分、折返站的折返时间标准及车底的运用方式(独立或套跑运用)等因素关系密切.最后给出了该模型在城市轨道交通列车运行图编制系统中的实际应用效果.     

暴雨内涝下公交乘客的出行选择行为

基于暴雨内涝天气对公交线路运行影响强弱的三种情形,通过实际调查(RP)和意向调查(SP)的调查结果进行效用模型估计和决策变量的敏感性分析,解析暴雨内涝下公交乘客的出行选择行为机理,得到公交乘客出行选择行为的影响因素(由强至弱)是步行时间、票价、车内时间和车内拥挤程度,以及所选出行方式的主要特点(由强至弱)是零换乘、低票价、中途易更改出行意愿和运行稳定.最后根据上述结果,从调度指挥、对信息服务、交管保障三个方面进行了暴雨内涝天气下公交应急预案的探讨.