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。     

基于异质性出行需求的公交线路组合调度研究

为进一步研究异质性需求公交线路的组合调度,设计全程车、区间车和大站快车组合调度研究模型:以公交线路总成本(包括用户成本和运营成本)为目标函数,以各种调度模式发车频率、大站快车跳过站点为优化参数,以满足乘客出行需求为约束条件。模型首先基于Logit模型计算换乘比例,将乘客的出行需求进行分类,然后对组合调度方案进行建模。设计一种混合遗传算法的布谷鸟算法求解算例,获得最优解,并对模型参数进行敏感性分析。计算分析结果表明:此组合调度方法相较于全程车、全程车+区间车调度模式,总成本分别减少24.3%和14.4%;并优化乘客出行方式;乘客时间价值和单位运营成本对结果影响较大。通过这种组合调度优化方法,为公交运营企业调度方案提供一种新思路。     

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.     

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。     

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.     

基于粒子群算法的公交调度优化研究——以广州为例

为解决城市交通拥堵,发展公交优先策略、建设公交都市等方法和手段不断得到重视,其中,公交调度优化问题是核心技术问题,而公交发车时间间隔对于人们的出行影响非常大.该研究依据广州市公交线路的实测数据,以使社会成本最低为目标,以乘客的满座率和公交企业的盈利为约束条件,在科学可行的假设条件下建立公交调度模型,并基于粒子群算法确定最优的发车时间间隔,运用仿真程序检验模型的准确性和算法的可行性.仿真结果表明该模型可以有效优化公交调度发车时间间隔,减少不必要的公交延误.     

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.     

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.     

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。     

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。     

基于混合车型的灵活型接驳公交路径协同优化研究

为解决居民出行往返于居住地与换乘站间“最后一公里”的难题,研究了灵活型接驳公交路径规划问题。为保证接驳公交服务质量,构造乘客满意度函数将其量化。考虑混合车型联合调度对接驳车辆路径优化的影响,在给定预约需求和车队规模的前提下,以企业运营成本最小和平均乘客满意度最大为优化目标,建立基于混合车型的灵活型接驳公交路径协同优化模型,同时运用遗传算法求解模型。结果表明,采用多车型调度的算例最优适应度值优于使用单一车型的算例,说明该模型在路径优化方面具有可行性。     

BRT停靠站形式对车辆延误的影响研究

从BRT车辆在停靠站的延误现状入手,以济南市BRT-3号线岛式和路侧式停靠站为研究对象,结合停靠站延误的调查结果,得到针对停靠站形式的停靠站延误模型,从运营效率角度分析了BRT停靠站形式对车辆在停靠站延误的影响,并据此提出优化停靠站形式、完善快速公交系统、加强客运组织等减少延误的对策,为快速公交系统的完善提供理论依据和技术支持.     

快速公交服务水平模糊分级方法

提出了“分类评价指标、构建隶属度矩阵、绘制隶属函数图”的快速公交服务水平模糊分级方法.选取到站时间、等车时间、公交车速度作为评价指标,采用自主开发的公交出行调查系统开展快速公交乘客出行调查,基于调查所获数据采用模糊分级方法建立了快速公交服务水平的模糊分级.与目前国内外使用的硬分级对比后发现:模糊分级消除了清晰的边界,通过隶属度来体现评价指标属于不同服务水平等级的程度,评价指标变化引起的服务水平变化通过隶属度改变得以体现,从而有效地克服了硬分级存在的问题.     

基于竞争力分析的快速公交系统服务优化

提升公交竞争力是公交可持续发展的关键,从行为视角对公交竞争力进行分析可以更好地契合出行者的需求,可以提出更加有效的改善目标.通过建立快速公交系统(BRT)竞争力模型,采用结构方程模型对竞争力进行解析,在乌鲁木齐现场数据调查的基础上进行模型求解.研究结果表明,乘客满意度是提升公交竞争力的关键,也是服务质量对BRT竞争力施加影响的中介变量,因此只有针对乘客需求的服务改善才是有效的,根据模型结果对BRT服务改善给出了相应的建议.     

快速公交车辆平面交叉口信号优先实现方法

提出以等待延误大小为约束条件在设置快速公交（BRT）专用进口道的十字平面交叉口给予BRT车辆有条件信号优先．有条件优先含义是只给予满足特定条件的BRT车辆信号优先．具体做法是利用检测系统检测BRT辆抵达交叉口遇红灯开始排队待行时刻，依据所有待行BRT车辆的最大等待延误判断是否应提供信号优先服务．信号优先实现方法包括实时调整优先相位、优先相位分隔多次出现和压缩非优先相位．与定时信号控制相比，感应控制根据BRT车辆等待延误大小进行信号调整，提高BRT系统服务质量．     

快速公交站间距服务水平分级方法

提出基于有序Logistic回归模型的服务水平分级临界值确定方法.通过提出快速公交不同站间距的客流量估算方法和建立站间距与公交车运行速度的三次方函数,标定了快速公交的仿真参数.采用VISSIM软件建立不同站间距(500~1500m)的快速公交仿真系统,据此制作了包含到站、等车、乘车、离站4个阶段的快速公交出行视频短片.通过受访者观看快速公交出行视频短片进行视频实验,收集到126份不同站间距的服务水平数据,采用提出的分级临界值确定方法建立了快速公交的站间距服务水平分级.所建分级中A级~F级的临界值分别为300,460,850,1300,1900m.所建分级可指导快速公交规划及建设中的站间距设置,可评价现状站间距所提供的服务水平.     

高峰期轨道交通廊道出行均衡模型及算法

为了指导城市轨道交通运营、规划及管理,在考虑轨道车厢内拥挤和早到与晚到成本的情况下,通过建立轨道交通廊道中的出行动态均衡模型,研究了模型算法以及出行时间价值对乘客出行分布的影响.如果乘客通过权衡拥挤成本与延误成本,选择最佳轨道班次使得个人出行总成本最小,那么会达到出行成本的用户均衡状态.基于Frank-Wolfe算法迭代计算轨道交通廊道中用户出行时间分布均衡解.结果 表明,均衡状态时,不同讫点的乘客连续分布在不同班次之间,人数分别在各自误时成本最小的车次上达到峰值;晚到成本增大到一定程度时,没有乘客选择晚到的班次;减少单位早到误时成本时,乘客只权衡拥挤成本来选择班次.研究结果不仅对轨道交通管理有一定理论意义,也对个人出行选择行为有一定的实践指导意义.     

基于BP神经网络的油气钻井成本预测

油气钻井成本是反映油田企业经济效益的重要指标.对钻井成本进行准确预测,有利于企业管理者和投资者进行科学的决策与评估.在对油气钻井成本影响因素进行分析的基础上,运用BP神经网络算法,建立了考虑成本因素之间相互关系的油气钻井成本神经网络预测模型,并结合中国石油某公司各区块钻井作业成本数据,将线性回归方法与神经网络方法进行对比,结果表明该模型具有较高的预测精度.     

等周期预防维修下多部件系统的备件订货策略

将多部件系统预防维修的备件需求分为两种：随机失效部件的更换需求和预防维修时隐患部件的更换需求,在等周期预防维修下,应用概率理论,建立了指数寿命型部件的备件需求模型;在此基础上,以系统役龄内备件的订货、仓储总成本为优化目标,订货次数为优化变量,给出存在备件初始库存时的两种订货策略和策略模型的Visual Fortran仿真优化算法;最后结合算例,求得经济订货次数和策略以及相应的订货、仓储总成本,为多部件系统预防维修的备件订货提供一定参考。     

考虑路径尺度的城市轨道交通客流分配

城市轨道交通客流分配是进行轨道交通线网规划、评估和运营管理的关键技术之一。考虑有效路径之间重叠对路径选择概率的影响,在效用函数中加入路径尺度调整效用值,提出基于路径尺度的Logit客流分配方法。以北京地铁线网为例,构建乘客出行广义费用函数,搜索有效路径,清洗自动售检票系统(automatic fare collection, AFC)刷卡数据,通过MATLAB软件进行客流分配计算。结果表明:与既有模型相比,路径尺度Logit模型路径选择概率误差降低了24.32%,提高了客流分配精度。提出的路径尺度Logit模型具有较好的适用性、有效性,对于提升城市轨道交通线网科学规划水平、降低运营安全风险具有重要意义。