基于随机决策的公交车辆滞站策略

公交车辆在线路运行中受到多种随机因素的影响,如道路交通状况、站点乘客上下车等,导致同一线路公交车辆的车头时距产生较大波动,降低公交车辆的运载效率及服务质量。滞站策略能够有效保持公交车辆车头时距的稳定性。鉴于随机因素对公交线路的影响,将公交滞站问题看成多阶段随机决策过程,利用随机决策理论和动态规划的最优化原理,确定出每辆车到达控制点时的最佳滞留时间,使整个线路车头时距波动方差的期望值最小化,进而得到最佳公交车辆滞站决策方案。通过实例分析,随机决策滞站策略,能够显著降低乘客的平均等待时间,提高公交服务质量,且在稳定性及抗干扰性具有明显优势。     

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。     

车路协同环境下公交车队车速优化调控方法

城市公共交通系统具有服务频率高、客流需求大、运行环境复杂等主要特点,公交车辆之间串车、交叉口延误、站点延误等问题较大,严重影响了公交系统的运输效率以及服务可靠性。公交优先控制是降低公交车辆在信号控制交叉口延误的有效方法,然而当前研究主要考虑公交车辆的通行效率需求,欠缺考虑公交车辆之间的串车以及交叉口下游站点由于泊位数不足而导致的排队延误问题。本研究基于车路协同环境提出了一种公交车队运行速度调控方法,让公交车辆以协同车队的方式主动适应信号配时相位;同时,对协同车队引入准入规则,使得协同车队同时满足串车预防与下游站点停靠泊位数约束的双重要求。实例研究结果表明:该方法在显著降低信号控制交叉口公交车辆停车延误的同时,可以有效避免同一线路公交车辆的串车现象以及站点排队进站情况,实现了公交运行效率与可靠性的双重提升。     

基于IC卡数据的公交乘客上下站点预测研究

当前一票制的公交IC卡收费系统无法获取乘客的上车站点和下车站点,为公交线路客流量分析造成了一定困难。本文通过充分研究IC卡数据以及GPS数据,构建了以IC卡数据为基础的乘客上下车站点匹配模型,挖掘数据中包含的公交运行特征以及乘客出行特征。模型同时考虑封闭式公交出行链以及非封闭式公交出行链,并采用二分算法以及多概率融合的方法在乘客乘车特征基础上推测乘客的上下车站点,可有效提升公交的高效化运行管理。以承德市7号线路为例进行验证,采用线性回归方程对上下车站点匹配结果进行分析,相关系数高达0.977,校验回归方程系数值为0.978 5。结果表明该模型可实现对公交车乘客上下车站点的有效匹配,具有较好的可靠性。     

常规公交车辆串车形成及预测建模

首先结合车头时距不稳定性的概念,对串车现象给出判定依据;分析串车问题产生的6种典型过程,建立串车问题数学模型,对串车发生的原因进行理论分析.然后,以自贡市38路公交线路实际数据为例,采用方差分析与回归分析筛选出7个串车形成影响因素,并对其重要性进行排序.最后,建立基于径向基函数神经网络的串车问题预测模型,对未来站的车头时距进行预测,并选取自贡市38路公交车的实时数据进行模型验证.在38 000余组数据中随机选择300组数据进行训练,对比30组测试数据.结果表明,学习得到的预测值与实际值偏差10%以内的样本点占90%,结果良好,证明了所建立的模型具有较好的适用性.     

随机需求下定制公交站点及路径动态优化模型

针对定制公交的站点及路径动态优化问题,分析定制公交特性,结合复杂网络理论与动态需求特征,对站点进行重要度评估,并按照重要度高低进行排序,筛选出前50%与前70%的站点作为路径寻优时考虑的停靠站点.以最大服务率和最小动态行程时间为综合目标,以最大载客量、运营成本、行程时间为约束,建立随机需求下的定制公交动态路径优化模型.对A~*算法进行改进,综合动态行程时间与乘客需求作为当前节点到达终点的估计代价求解目标函数.以福州市为例,检验模型和算法的有效性.结果表明,模型与算法能够在随机需求下对定制公交停靠站点按重要度进行动态筛选并优化动态路径,且按照站点重要度前50%进行筛选得到的路径结果优于前70%.     

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.     

基于公交运行数据的到站时间填充方法

公交实时到站数据是乘客出行行为分析的基础,但是现有公交运行数据存在到站时间缺失问题。以公交实时到站数据为基础,结合公交车辆的运行特性以及拥堵传播特性,建立考虑多因素加权的多项式插值方法,对公交车辆的到站缺失数据进行填补。填补后的到站时间能够更详细地描述车辆运行过程,得到更精确的车辆到站间隔。应用该方法对北京市地面公交运行数据进行补全,得到了修正的时刻表,并对公交运行间隔与串车现象进行分析。     

基于公交运行数据的到站时间填充方法

公交实时到站数据是乘客出行行为分析的基础,但是现有公交运行数据存在到站时间缺失问题。以公交实时到站数据为基础,结合公交车辆的运行特性以及拥堵传播特性,建立考虑多因素加权的多项式插值方法,对公交车辆的到站缺失数据进行填补。填补后的到站时间能够更详细地描述车辆运行过程,得到更精确的车辆到站间隔。应用该方法对北京市地面公交运行数据进行补全,得到了修正的时刻表,并对公交运行间隔与串车现象进行分析。     

公交线路运行不稳定性画像方法及其应用

为探究公交线路运行稳定性的影响因素及评估方法,精准提高公交线路的服务品质及客流吸引力,文中聚焦站点乘客候车时间和全程运行时间波动性,提出公交线路运行不稳定性的分级方法。以上海为例,选取中心城和嘉定新城共135条公交线路,将其划分为4类开展应用研究,发现中心城和嘉定新城两项运行稳定性指标均“好”和两项运行稳定性指标均“差”的线路比例基本相同,不受空间区位影响,运行稳定性指标一“好”一“差”的线路则表现出差异性。对4类线路采用线路长度、站间距、平均每日百公里人次、线路非直线系数、途经公交专用道里程比、途径主干道里程比、沿线人口密度、沿线POI密度等指标进行一次和二次画像,结合多次画像结果,考虑中心城、嘉定新城的空间区位差异性,针对性地提出优化运营调度、增设公交专用道、改善新城主干道等优化策略。文中研究结果可为精准提高公交线路的服务品质提供决策支持。     

一路一线直行式公交系统的信号配时与车辆调度优化方法

为了发挥一路一线直行式公交系统的优越性,针对路口信号协调控制与首末站车辆调度,提出了一路一线直行式公交系统的信号配时与车辆调度协调控制方法.该方法根据公交线路上相邻交叉口之间的距离、公交站点的分布、公交车辆的平均行驶速度、公交车站平均上下客时间、各路口的信号周期和最小绿灯时间,通过Webster方法和改进的图解法,优化...     

“一路一线直行式”公交模式下公交车行驶诱导和调度集成方法

为了充分发挥"一路一线直行式"公交模式的优越性,在车站与路口协同设计与控制的基础上,在交叉口信号配时的约束下,提出一种公交车行车速度优化和诱导、公交车调度的集成方法.该方法根据公交线路各个站点之间的距离、公交车辆的平均行驶速度、各个站点的平均上下客时间,优化公交车辆的行驶速度和发车时间.通过该方法可确保公交车到达有站点的信号交叉口时,利用红灯等候时间上下客;到达无站点信号交叉口时,无需停车,顺利通行,从而避免信号交叉口信号控制对公交车辆通行造成的负面影响,减少公交车在信号交叉口的停车次数和延误.基于概率论分析了该方法的效益,并通过实例说明该方法的可行性.     

考虑乘客需求的公交发车时间表研究

以公交线路站点客流量为依据,所有乘客等车时间延误最小及车厢内满载率较均匀为目标,建立了公交车发车时间表模型。模型求解时,以车厢满载率为控制参数,得到高峰时间优化的发车时刻。     

公交站点排队溢出控制方法

为解决公交站点因需求集中而出现的排队问题,以排队原因为切入点,通过分析,揭示了站点供给与公交需求之间的矛盾关系是造成公交排队的根本原因。建立了一种防止公交排队溢出的交叉口控制方法。首先,建立公交延误模型和站点停靠时间模型。然后,基于这两种模型和信号方案,建立了公交溢出判断模型和公交准点判断模型。最后,将这些模型应用到控制方案中,提出了一种新的公交防溢出方法,实现交叉口公交防溢出功能和公交优先控制。利用VISSIM软件对该控制方法进行了仿真分析,结果表明该控制方法能够有效防止公交排队溢出进入交叉口。     

基于模糊神经网络的短时公交到站时间预测

研究了中国公交运营特点,利用全球定位系统和电子票务收费系统收集的车辆实时信息,建立了路段和站点补偿模糊神经网络模型,分别预测车辆的路段行驶时间和站点停留时间.路段预测模型的输入是所有重合线路的站点行驶数据,改变了现有预测模型只采用单线路数据的不足.以济南市一条实际公交线路为例,利用VISSIM模拟专用道和非专用道两种道...     

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.     

蒙特卡罗法在公交线路运行时间可靠性计算中的应用

运用蒙特卡罗随机模拟的方法,计算了公交线路的运行时间可靠性,建立了公交线路运行时间可靠性的数学模型,对服务时间水平进行了评价.其结果对于先进的公共交通系统(APTS)条件下,有固定时刻表的公交线路的时间可靠性分析具有重要意义.