城市公交线路发车间隔优化模型

公交运营调度是整个公交企业管理业务的核心,优化公交线路的发车频率,提高我国城市公交的运营调度水平,是改善城市公交服务质量、提高公交吸引力的重要途径。本文分别从公交乘客利益和公交企业利益角度分析了公交线路调度问题,建立了以企业满意率最高、乘客满意率最高为目标的公交车辆发车间隔优化模型,兼顾了乘客和企业的双方利益。     

考虑运营与服务平衡的公交时刻表优化研究

发车时刻表的编制是公交运营调度中的重要工作,为简化公交公司设计发车时刻表的过程与难度,平衡发车运营过程中公交公司与乘客的利益,提出了考虑运营与服务平衡的单线公交时刻表优化方法,将时刻表的制定流程简化为每班车发车时刻的确定。分别建立模型计算发车运营成本与期望服务价值,模型中对各站点乘客累计等待时间的计算考虑了车辆到达各站时刻滞后于发车时刻的情况,以两者加权后的值相等为目标,迭代求解各班车的发车时刻;以佛山公交309线路高峰时段为例进行求解,所得优化后的时刻表与现状运行时刻表相比,公交公司运营成本降低了3.65%,乘客等车时间成本降低了3.53%,且公交公司与乘客成本均衡,定量验证了方法的可行性和有效性。     

考虑乘客时间成本的城市公交发车间隔优化模型

针对城市公交发车间隔优化时对公交运行过程描述不够全面、未充分考虑乘客时间成本的问题,提出了考虑乘客时间成本的城市公交发车间隔优化模型.首先,在详细分析能够体现公交车辆运行特征的不同时段与站间的运行速度、站点停站时间、上车人数、下车人数、滞留人数以及新增候车人数等变量或参数基础上,建立车辆运行约束和乘客人数约束,将包含等候时间和在车时间的乘客平均出行时间作为出行成本、车辆平均满载率作为公交企业载客成本,以乘客出行成本与公交企业载客成本之和最小为目标建立发车间隔优化模型.然后,使用软件Pycharm中scikit-opt代码库调用遗传算法求解模型.最后,以北京市848路公交上行线路早高峰8:00—9:00时段为例,求解其理论最优发车间隔,结合运营实际确定实际最优发车间隔及总成本.研究结果表明：考虑乘客时间成本后的发车间隔较实际发车间隔,乘客平均出行成本降低9.09%,公交企业载客成本上涨0.57%,乘客与企业总成本下降约3.01%,提出的模型可行有效.     

基于NSGA-Ⅱ算法的多目标公交调度优化模型

针对传统公交调度方案容易导致运营经济成本和乘客时间成本的不合理分配问题,提出了一种基于NSGA-Ⅱ算法的多目标公交调度优化模型。综合公交车辆运营成本、乘客出行成本及乘车舒适度三个目标函数,建立公交调度优化模型,通过非支配排序遗传算法对模型的pareto最优解进行计算。最后以深圳市某路公交为实例,通过采集线路参数,计算得到该线路最优发车间隔。验证了NSGA-Ⅱ优化算法在公交调度中的有效性,对公交运营与线路改善有一定的借鉴意义。     

基于公交可达性的公交站距优化方法

提出了在公交运营成本、乘客舒适度等众多约束下提高公交可达性的公交站距优化方法.对公交可达性给出了新的度量方法,该方法分别以公交运营速度和公交客流量衡量空间可达性和时间可达性.利用公交站点覆盖面影响系数和潜在公交客流量,研究公交站距对公交客流量的影响;通过分析公交运营速度与公交站点停留时间、公交车加减速次数等因素的内在关系,研究公交站距对公交运营速度的影响.以秦皇岛公交线路为实例,结果显示提高公交可达性的有效途径是使用不大于5 min的低发车间隔,无论公交客流量大小,最优公交站距都可以保持在600 m以下;而对高发车间隔,公交站距在900～1 400 m才能获得较高的可达性,而相比低发车间隔,公交可达性显著下降.     

考虑路网拥堵状态的电动公交调度双阶段优化模型

为使公交到站时间符合计划时刻表,该文统筹考虑实时路网状态及客流需求,建立电动公交调度双阶段协同优化模型。路网轻微拥堵时,构建以提高公交服务水平与降低运营成本为目标,以电动公交续航里程与充电时间为约束的优化模型,运用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解,得出优化后发车间隔;路网严重拥堵时,构建全程车与区间车组合调度模型,运用模拟退火算法求解,得出组合调度发车时刻表。基于北京市361路运营数据对模型进行验证。结果表明,在满足客流需求且不增加运营成本的前提下,该文模型能够显著提升乘客满意度,公交准点率提高82.38%,乘客平均候车时间减少182.2 s。     

考虑不均匀发车间隔的高铁接运公交时刻表与车辆调度优化

提出一种不均匀发车间隔的公交时刻表,主要用于优化高铁站的接运公交时刻表.首先,考虑高铁到达客流的分布情况,采用正偏态分布的威布尔分布拟合乘客的换乘走行时间和后续等待时间构成的乘客换乘总时间.其次,分别以乘客换乘总时间最少、使用公交车辆总数最少为目标,考虑最大可用公交车辆数、公交最大发车间隔、公交最小发车间隔等刚性约束条件,建立了时刻表与公交车辆调度系统优化模型,并利用带精英策略的非支配排序遗传算法(Elitist Nondominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ)求解公交系统优化模型.最后,通过案例分析验证了模型的有效性,将不均匀发车间隔与均匀发车间隔时刻表进行对比.结果表明:在使用接运公交数量相同的情况下,与均匀发车间隔时刻表相比,不均匀发车间隔时刻表最多可使乘客换乘总时间降低9.7％,并且可以根据模型求解结果提出多种合理的时刻表与车辆调度方案供决策者进行选择.     

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。     

常规公交组合调度优化研究

为满足公交企业管理运营和乘客二者共同的利益需求,达到资源合理配置,结合现场调查数据,借助Matlab进行公交OD客流量的反推计算,同时在确定大站快车开行的站点的基础上,分别得到大站快车和全程车调度的OD客流量,然后建立包含大站快车和全程车两种调度形式的发车间隔优化模型. 以北京某公交线路作为研究对象,选取平均运行速度、开行班次、停车次数、公交运营成本等指标进行敏感性分析. 结果表明,模型在满足乘客的需求的同时,降低了公交企业约25%的运营成本.     

基于成本分析的快速公交发车频率优化方法

以公共交通走廊上单条快速公交线路为研究对象,建立了基于快速公交线路站点OD数据的用户成本模型及企业运营成本模型,并以总成本最小为目标函数建立了快速公交线路的发车频率优化模型,建模过程中充分考虑了时间价值对模型优化结果的影响.以常州市快速公交1号线为例对模型进行了应用研究,结果表明:随着发车频率的增加,总成本先降后升,在15 veh/h处达到最小值.因此建议高峰时间发车间隔为3～5 min;平峰时段发车间隔为6～8 min.对用户成本和企业运营成本随发车频率变化的敏感性进行了分析,得出了优化发车频率对降低乘客等车时间成本有显著的效果,而对减少乘客车内时间成本作用较小的结论,为企业在满足一定公交服务的基础上降低运营成本提供了决策依据.     

城市公交车发车频率优化模型

公交运营调度是整个公交企业管理业务的核心部分.提高我国城市公交的运营调度水平,是改善城市公交服务质量、增强城市公交吸引力的重要途径.本文从乘客候车满意度的角度分析了公交车调度问题,建立了以客流需求为基础数据,以尽可能满足乘客候车满意度为目标的公交线路发车频率优化模型.文章介绍了模型的构建过程、目标函数与约束条件中各组成要素的计算方法以及模型的解法,并用实例证明该模型是可行的.     

基于感知的公交调度发车频率和车型优化模型

基于乘客感知的公交客流需求特征,研究了公交发车频率和公交车型的调度决策问题.针对单线独立运营模式的特征分别建立了基于最大感知和平均感知的公交调度优化模型,并设计算法.最后结合2014年江苏省江阴市K1路公交客流给出了优化算例.案例结果表明,模型具有较强的实用性,能有效地降低公交运营总成本并提高公交运营效率.     

实时信息下共线公交线路发车时刻表的协同优化

为改善实时信息下共线公交线路的运营服务水平,提出了一种实时信息下的共线公交线路发车时刻表优化模型。首先,基于时变的客流需求和路况信息,考虑实时信息下乘客出行行为动态变化导致的共线线路客流分布变化,以乘客出行成本、公交企业运营成本为优化目标建立共线公交线路发车时刻表协同优化模型。然后,选择基于动态拓扑结构的改进粒子群优化算法(PSO-DT)对模型进行求解。最后,以大连市两条共线线路为例进行分析,给出了优化后的发车时刻表、车辆运行轨迹图,分析了有无实时信息下客流分布的差异。结果表明：与现有方案相比,文中方案可使乘客出行成本降低12.6%,公交公司运营成本降低8.3%,总成本降低12.3%,发车次数整体上减少3次,乘客平均承载量增加3人,瞬时最高承载量减少4人,各车次承载量标准差降低2.192人,优化后线路服务水平有所提升,各车次的载客量分布更加均衡,说明文中模型是有效的。     

基于层次分析法和多元非线性函数的公交线网运行效能评价

文章从乘客满意度出发,针对公交线网布设和公交调度,对传统众多且复杂的公交评价指标进行筛选、综合和优化。为了克服主观因素影响,选取换乘时间效率、平均换乘次数及线网平均满载率3个指标,分别应用层次分析法和多元非线性函数法构建综合评价模型。对以上海55路公交为中心线路的公交线网进行评价,得到上述2种方法的综合指标值分别为0.843、0.705,该结果说明从乘客角度,公交线网整体运行状况良好;另一方面,当55路发车间隔增加5min,相应综合指标值下降为0.823和0.675,该结果表明,增大发车间隔延长了候车时间,会提高线路满载率,但也降低了公交服务乘客满意度。研究结果验证了所选取的评价指标、建立的评价模型对公交线网的设计和修正以及公交运营调度完善具有一定的参考价值。     

面向低需求时空的实时预定公交动态调度系统

为改善城市低需求时空下交通供需不平衡问题,提出一种面向交通低出行需求场景的实时预定公交动态调度系统。当低需求时空下的出行者发出预定请求后,调度系统根据时空阈值筛选出满足条件的公交集;采用启发式最短路径算法和Python工具实现动态公交的路径规划;并利用响应判断函数计算出效益为正的公交子集,估算出公交预期到站时间并按到站时间由短至长排列出供乘客选择的公交方案,调度系统根据乘客选定方案指派公交并实时反馈公交信息给乘客。以重庆市396路公交线路为案例,验证了提出系统的可实施性;在三种乘客比例情景下测算乘客候车时间并与传统模式进行对比,结果表明,公交发车间隔增加20%时,乘客候车时间仍将减少53%以上。实时预定公交动态调度系统可有效提高低需求时空下乘客出行效率和公交运营效率。     

公交车调度优化模型

建立了关于公交车辆调度的优化模型，并给出了两个起点站的发车时刻表，既考虑了乘客的利益又兼顾了公交公司的利益，在对乘客的利益作考虑时，得出乘客的等待时间和长短是衡量乘客利益大小的合理指标；在对公司的利益，在对乘客的利益作考虑时，得出乘客的等待时间的长短是衡量乘客利益大小的合理指标；在对公司间段上，各站点的上下车人数服从一定的概率分布，由此建立起关于发车时间间隔的动态模型，可以得到该线路所需总车辆为66辆，并且根据实际情况，制定出了一个便于操作的全天公交车辆调度方案，即起点站发车时刻表，为了设计更好的调度方案，也给出了一些收集数据的建议，并且在本模型所存在的不足提出了改进的方向。     

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.     

基于出行成本和运营成本的接驳城市轨道交通社区公交站点布设研究

接驳城市轨道交通的社区公交可有效解决乘客出行"最后一千米"的问题,社区公交站点的合理布设需要统筹兼顾乘客出行成本和企业运营成本.在候选站点中,将乘客的步行时间和在途时间作为乘客选择站点候车的影响因子,并将乘客的站点选择行为转化为该站点被选择的概率,以乘客的步行时间成本、候车时间成本、在途时间成本和企业的运营成本最小为目标,以步行距离、满载率、发车频率和站间距为约束建立多目标优化模型,采用遗传算法求解.最后通过仿真实例,给出了优化的发车间隔和站点布设方案,验证了模型和算法的合理性和可用性.     

基于移动终端的主动预约式智能公交调度系统

针对我国城市近郊区公交系统智能化水平低、居民出行便捷性差等交通现状,在综合分析现有需求响应式交通系统(DRT)特点的基础上,结合互联网主动预约技术与车辆智能定位技术,提出了一种基于移动终端的主动预约式智能公交调度系统。将互联网移动终端、总调度控制中心与公交车辆作为一个整体系统,以乘客预约候车总人数与乘客最长等待时间为决策变量,通过引入相关阈值建立了基于乘客需求的发车间隔优化模型,并给出了发车时间间隔的求解方法。研究结果表明:与常规公交系统相比,基于移动终端的主动预约式智能公交调度系统能够有效地解决我国城市近郊公交运行效率低、乘客候车时间长、出行困难等交通问题,对于提高公交的便捷性与智能化水平具有积极的现实意义。     

城市外围非高峰期实时预约公交系统研究

针对居住在城市外围的人们在非高峰期出行时,公交系统的运营效率及运营成本与乘客等待公交时间的矛盾问题,本文提出了一种基于网约车思想利用手机APP实时预约公交的系统模式。在新请求出现时实时预约公交调度系统会先根据公交系统服务阈值筛选出符合条件的公交,再利用启发式最短路径算法为距离新请求点由近至远的公交依次进行响应路径规划,并结合响应判断函数计算对应公交的响应效益,然后指派首个效益为正的公交作为新请求的响应公交,最后调度系统会将响应公交的信息实时反馈到乘客APP。本文以重庆市外围地区的169路公交为研究对象,验证实时预约公交系统的可实施性,并得出该系统模式在城市外围非高峰期可以进一步完善公交运营系统且满足乘客出行需求。