一种常规公交与可变线路公交组合调度的方法与流程

技术特征：
1.一种常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据公交运营区域的乘客出行预约信息和固定站点的服务范围，划分乘客类型和需要乘坐的公交车辆类型；(2)根据不同类型乘客的出行起、终点，确定每位乘客的上、下车站点，生成待选临时站点集；(3)计算乘客到达上车站点时间和不同类型、不同班次的公交车辆到达站点时间，确定每位乘客需要乘坐的公交车辆班次；(4)计算乘客的步行时间、等车时间和车内时间；(5)根据公交车辆行驶时间、固定站点和临时站点的停靠时间，计算常规公交和可变线路公交每班次的行程时间；(6)确定组合调度的目标，建立组合调度模型，求解组合调度模型，得到最优的常规公交发车间隔、可变线路公交发车间隔和固定站点服务范围径向距离。2.根据权利要求1所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，步骤(1)的具体过程如下：(101)根据乘客出行预约信息中的出行起点坐标和出行终点坐标计算乘客出行起点和终点分别到最近固定站点的曼哈顿距离和(102)设固定站点的服务范围径向距离为r，当乘客的出行起、终点都在固定站点服务范围内时，即满足且划分为第一类乘客，需乘坐常规公交；当出行起点在服务范围内而终点不在服务范围内时，即满足且划分为第二类乘客，需乘坐可变线路公交；当出行起点不在服务范围内而终点在服务范围内时，即满足且划分为第三类乘客，需乘坐可变线路公交；当出行起、终点都不在服务范围内时，即满足且划分为第四类乘客，需乘坐可变线路公交；设四类乘客的数量分别为c1、c2、c3、c4，乘客总数q＝c1 c2 c3 c4。3.根据权利要求2所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(2)中，确定每位乘客的上、下车站点的方法如下：第一类乘客的上、下车站点为离出行起、终点距离最近的固定站点；第二类乘客的上车站点为离出行起点最近的固定站点，下车站点为出行终点；第三类乘客的上车站点为出行起点，下车站点为离出行终点最近的固定站点；第四类乘客的上、下车站点为出行起、终点。4.根据权利要求2所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(2)中，生成待选临时站点的方法如下：选取第二类乘客的下车站点、第三类乘客的上车站点以及第四类乘客的上、下车站点生成待选临时站点集，该待选临时站点集内各站点按横坐标升序排列，待选临时站点总数n＝c2 c3 2c4。5.根据权利要求2所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(3)中，计算乘客到达上车站点时间的方法如下：
其中，t
q
为乘客出行预约信息中包含的出行起始时间；v1为乘客步行速度；为0
‑
1变量，c表示乘客类型，c＝1,2,3,4分别表示四类乘客，当乘客类型c为1或2时当c为3或4时6.根据权利要求5所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(3)中，计算不同类型、不同班次的公交车辆到达站点时间的方法如下：计算第i班次常规公交到达第m个固定站点的时间t
i,m
：上式中，i为常规公交发车班次总数，i＝1，2，
…
，i；h
a
为常规公交发车间隔；v2为公交车辆行驶速度；t
a
为固定站点停靠时间；m表示固定站点数，m＝1，2，
…
，m；x
m
表示第m个固定站点的横坐标；t为公交的运营时长，[*]表示取整运算；计算第j班次可变线路公交到达第n个已选站点的时间t
j,n
：上式中，j为可变线路公交发车班次总数，j＝1，2，
…
，j；h
b
为可变线路公交发车间隔；t
b
为临时站点停靠时间；(x
n
,y
n
)表示第n个已选站点的坐标；ε
n
为0
‑
1变量，当第n个已选站点为固定站点时ε
n
＝1，否则为0；δ
n
为0
‑
1变量，当第n个已选站点为临时站点时δ
n
＝1，否则为0；7.根据权利要求6所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(3)中，确定每位乘客需要乘坐的公交车辆班次的方法如下：比较第一类乘客到达上车站点的时间和第i班次常规公交到达该站点的时间t
i,m
，如果满足则将该乘客分配给第i班次常规公交，i＝1，2，
…
，i；计算第j辆可变线路公交由第n个已选站点行驶至下一个待选临时站点o的时间t
j,o
：其中，(x
o
,y
o
)表示下一个待选临时站点o的坐标；将第j班次可变线路公交到达下一待选临时站点o的时间t
j,o
与站点o的乘客到达时间进行比较，如果满足则将该乘客分配给第j辆可变线路公交，并将其上下车站点都纳入第j辆可变线路公交的已选站点集n
j
，j＝1，2，
…
，j。8.根据权利要求7所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(4)中，计算乘客的步行时间、等车时间和车内时间的方法如下：
计算所有乘客的总步行时间t
r
：其中，为0
‑
1变量，当乘客类型c为1或3时当c为2或4时令乘客的平均等车时间为发车间隔的二分之一，计算所有乘客的总等车时间t
w
：计算所有乘客的总车内时间t
v
：其中，为每位乘客的车内时间。9.根据权利要求8所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(5)中，计算常规公交和可变线路公交每班次行程时间的方法如下：计算第i班次常规公交行程时间计算第i班次常规公交行程时间计算第j班次可变线路公交行程时间计算第j班次可变线路公交行程时间其中，l为公交运营区域水平长度，y
j,n
为第j班次可变线路公交的第n个已选站点纵坐标。10.根据权利要求9所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(6)中，建立的组合调度模型如下：s.t.x
n
‑
x
n
‑1≥0x
m
‑
x
m
‑1≥00≤x
n
≤l0≤y
n
≤wh
min
≤h
a
,h
b
≤h
max
0≤r≤d
max
其中，以乘客出行成本与公交运营成本的加权和u最小为目标；w1、w2、w3、w4分别为乘客步行时间、等待时间、车内时间和车辆行程时间的时间价值系数，w1 w2 w3 w4＝1；l、w分别
为公交运营区域的长度和宽度；h
min
、h
max
分别为公交发车间隔的下限和上限；d
max
为乘客的最大可接受步行距离。11.根据权利要求10所述常规公交与可变线路公交组合调度的方法，其特征在于，在步骤(6)中，采用粒子群算法求解出最优的常规公交发车间隔可变线路公交发车间隔和固定站点服务范围径向距离r
*
，具体过程如下：(601)设置粒子种群中共有n个粒子，初始化种群中所有粒子的速度和位置；(602)根据目标函数计算粒子种群的适应度；(603)更新每个粒子的个体最优位置pbest
i
；(604)更新粒子群的群体最优位置gbest；(605)更新粒子种群的速度和位置，更新公式如下：(605)更新粒子种群的速度和位置，更新公式如下：其中，t为当前的迭代次数；ω为惯性权重；c1、c2为个体和社会学习因子；r1、r2为分布在[0,1]内的随机数；为第t次迭代第i个粒子的速度，i＝1，2，
…
，n；为第t次迭代第i个粒子的位置，(606)重复步骤(602)至(605)，直到达到最大迭代次数k；(607)获取粒子群最优位置即得到最优的常规公交发车间隔可变线路公交发车间隔和固定站点服务范围径向距离r
*
。

技术总结
本发明公开了一种常规公交与可变线路公交组合调度的方法，步骤依次为，划分乘客类型和需要乘坐的公交车辆类型；确定每位乘客的上、下车站点，生成待选临时站点集；确定每位乘客需要乘坐的公交车辆班次；计算乘客的步行时间、等车时间和车内时间；计算常规公交和可变线路公交每班次的行程时间；确定组合调度的目标，建立组合调度模型，求解组合调度模型，得到最优的常规公交发车间隔、可变线路公交发车间隔和固定站点服务范围径向距离。本发明有效地将常规公交和可变线路公交结合在一起，简单高效，有较高的应用价值。有较高的应用价值。有较高的应用价值。


技术研发人员：陈茜 王晓雨
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021/11/2