公交调度中发车间隔控制研究

编制车辆的运行时刻表的关键问题是确定发车间隔.通过对公交调度影响因素和公交客流变化规律的研究,建立了发车时间间隔的数学模型.该模型考虑了乘客的广义出行成本及企业的运营成本,并在天津市5路公交线路进行了应用.     

以通勤客流为主的单公交线路发车时刻表调整

研究以通勤客流为主的单公交线路发车时刻表优化调整问题.提取公交卡数据利用数据挖掘方法求得公交动态OD,建立累计客流需求-时间函数。分析该函数中的参数随不同发车时刻表而变动的特点,建立乘客抵达公交站时间概率选择模型,使用OD历史数据辨识时间概率选择模型中参数,得到"客流需求-时间"在不同公交发车时刻表下的计算方法。在此基础上建立基于动态需求的单条公交线路发车时刻表调整模型,采用遗传算法优化求解,具体案例表明公交车运行成本和乘客成本都得到降低,该方法的正确性和有效性予以验证。     

接运公交网络设计的多目标优化模型及遗传变邻域搜索求解算法

为了使接运公交网络更好地为轨道交通车站集散客流服务,将其作为研究对象,提出了接运公交网络的优化方法.考虑接运公交网络服务的需求量与接运公交供给密切相关、接运公交发车时刻与轨道交通车辆到站时刻构成有序衔接,以接运公交服务的乘客量最大化、接运乘客平均成本最小化、运营成本最小化为优化目标,构建了接运公交网络的多目标优化模型.为求解模型,设计了利用产生式方法获得Pareto解集的遗传-变邻域搜索算法.将设计的遗传-变邻域搜索算法与遗传算法、精确算法分别进行比较,通过算例验证了模型与算法的有效性.     

常规公交线路多车型配置优化模型

为有效缓解公交车固定发车间隔造成的资源浪费和过度拥挤,以公交运营成本与公交服务能力水平加权和最大为目标,建立了常规公交线路多车型配置优化模型.通过分时段配置不同的车型组合运行,构建了公交线路多车型配置运行模式,最后通过Matlab进行了实例验证,证明该模型能够有效降低固定发车间隔所导致的成本较高以及非高峰时段车辆利用率较低的问题,从而提高了公交车的出行吸引力.     

单线公交车辆组合调度与购车计划的双层规划模型

以单条公交线路为研究对象,针对线路双向及单向客流分布的不均衡性,建立了一种配合区间车的公交车辆组合调度与购车计划的双层规划模型,从系统的角度探讨了公交车辆组合调度与购车计划的有机联系。上层以车辆购置费用和企业运营成本最少为目标,满足规定服务水平的约束,下层在给定运力配置下对区间车和双向全程车的发车频率及区间车折返位置同时进行优化,追求乘客出行时间成本最少。为便于比较,同时建立了常规运营的单一调度与购车计划模型。给出了算例及客流需求灵敏度分析,验证了模型的有效性和优越性,与单一调度对比的结果表明:在客流分布不均衡和服务水平的强约束情况下,组合调度可以节省运力和减少乘客出行时间及其成本,而且在相同的购车计划下,不均衡差异越大,组合调度的优越性越明显。     

预算限制下的单线公交车辆组合调度模型

针对单条公交线路双向及单向客流分布的不均衡性,考虑我国大城市公交企业普遍依靠政府补贴,在实际运营中存在预算限制的情况,以社会总体效益最优为目标,建立了对区间车和双向全程车的发车频率及区间车折返位置同时进行优化的组合调度模型,探讨了预算限制对优化调度的影响,证明了预算限制相当于减少了乘客的时间价值,分析了预算限制下组合调度最优发车频率、折返点位置和系统成本的关系,并与单一调度进行对比。结果表明:在客流分布不均衡和预算限制的情况下,相比单一调度,组合调度能有效减少系统成本和乘客平均出行时间,节省运力,降低车辆拥挤,提高服务水平。在预算限制下,可以通过组合策略的实施,使出行乘客和运营企业都获益。     

基于单服务台的公交车辆发车间隔优化模型

有效的公交车辆发车间隔优化模型是优化调度方案、改善公交服务的关健。根据单服务台排队模型的适用条件,对公交服务问题进行描述。从公交乘客和公交企业双方利益最大化出发,建立基于单服务台的公交车辆发车间隔优化模型,该模型将公交车站视为服务台,将相邻两车到达某站的时间间隔看成服务时间。以福州市41路公交调查数据对该模型进行验证,结果表明该模型具有简单和实用的特点。     

基于乘客换乘需求的重叠线路公交调度优化

为提高重叠公交线路间协同性、减少公交运力资源浪费,提出了考虑乘客换乘的重叠线路公交调度优化方法.根据乘客起讫点与重叠区段的位置关系将乘客划分为三类,深入研究了重叠区站点各类乘客公交出行过程;针对重叠公交线路上乘客换乘行为,以乘客总出行时间最小和公交运营成本最小为目标,车辆发车间隔、始发站首车发车时间及车厢容量限制为约束...     

轨道交通接运公交发车间隔及票价优化模型

考虑轨道交通接运公交发车间隔及票价的乘客需求弹性,对接运公交系统的成本及收入进行分析,建立了以最大系统总收益值为目标函数、轨道客运量份额为主要约束条件的非线性规划模型,并探讨了它的求解方法。算例结果和参数灵敏度分析表明,优化模型在约束条件内存在局部最优解,系统总收益值随着平均单个乘客等待时间和票价的增加以不同的速度减少,乘客对票价增减的敏感性比对发车间隔增减的敏感性强。     

柔性间隔发车下城轨网络换乘协同优化

为提高城市轨道交通网络时刻表和客流需求的匹配性,采用柔性间隔发车策略以提高协同性能.以等间隔发车模式下列车发车相位确定发车基准点,并容许列车发车时刻在基准点附近可柔性调整一定范围,以最大化网络总换乘协同乘客数为目标构建了基于柔性发车间隔的时刻表协同优化模型;考虑优化模型中存在大量0、1变量,模型求解困难,以各线路的列车发车相位以及各列车发车时刻的柔性偏移量为染色体设计了遗传算法来生成优化解.案例研究结果表明:遗传算法求解性能好,在等间隔发车时引入10%柔性,实现换乘协同乘客数提高11.85%.该方法可快速生成网络换乘协同时刻表方案,提高换乘节点效率,能满足大规模网络的求解需求.     

基于潜在出行意图的民航旅客移动模型

人类出行具有规律性,对人类移动规律构建移动模型具有理论意义和现实需求。现有移动模型通常基于人类出行距离具有标度性这一假设,且未考虑出行次数和基础设施网络的影响。针对上述问题,利用民航旅客出行数据集进行统计分析发现旅客出行有以下特性：出行距离分布不具有标度性,出行次数具有各向异性,旅客扩散随出行次数不同具有不同的变化趋势。为了刻画民航旅客出行特性,提出了基于潜在出行意图的民航旅客移动模型（passenger mobility model based on potential trip purpose, PMMPTP）。首先,考虑旅客出行与目标城市经济因素有关,提出了旅客出行城市的选择概率计算方法。然后,考虑旅客出行具有探索和返回特性,给出了计算旅客探索新机场和返回历史机场的概率的方法。实验中,先利用PMMPTP模型模拟民航旅客的出行特性,再通过对机场吞吐量和航线吞吐量的预测检验其有效性。实验结果表明,该模型能较好地拟合真实数据,有效解决了大量低频出行旅客的出行建模。     

基于运营和出行成本的校车路径问题研究

为解决农村地区校车路网布局中校方运营成本过高,以及乘车站点分布散乱导致校车服务质量差的问题,建立混载与不混载场景下多目标校车路径规划问题(SBRP)模型.在不混载情景下,构建以学生出行成本和校方运营成本为优化目标的融合校车服务水平的SBRP数学模型;在混载情景下,构建考虑校车投入成本与运营成本的SBRP数学模型.通过对比多个启发式算法,确定基于模拟退火算法的求解流程和基于遗传算法求解结果的横向比对.最后,在国际基准案例上进行了测试,基于模拟退火算法引入不同搜索算子求解不同场景下构建的SBRP数学模型,应用于山东日照五莲县校车路径优化设计,结果表明不混载SBRP情景下,提出的方法较原校车运营方式,校车投入量、行驶里程、行程成本分别减少28.6%、37.8%、35.6%,考虑到学生的校车服务感知度,学生出行成本降低4.3%;由于混载情景的复杂性,难以有效兼顾出行成本,提出的方法较原校车运营方式的学生出行成本增加了0.5%,但校车投入量、行驶里程、行程成本分别减少37.5%、42.0%、35.8%,更好地验证了构建模型的有效性及模拟退火算法相较于遗传算法,能够更大程度提高农村地区校车服务质量...     

公共交通大站快车调度模型

为满足公交企业调度管理需求,建立公交管理中实施快车调度的数学模型,应用公交随车调查数据,进行客运量O-D矩阵反推,筛选出公交客流量O-D矩阵中较大的站点,作为大站快车站点,并将原线路客流量分为快车站点和调度后线路客流O-D矩阵,分别用断面客流量和车厢满载率进行发车时间表设计,最后采用速度、等车延误、行驶延误、停车次数等指标对调度前后模型进行评价.编制的计算机程序,实现对客运量O-D反推、断面流量和公交车时间表程序化计算.结果表明:模型可以减少乘客延误和车辆停车次数,满足了不同乘客乘距的出行需求,提高了车辆旅行速度和服务质量.     

基于顾客满意度的城市公交服务水平

运用帕累托定律分析了少量主要公交线路完成大量旅客运输的规律,指出在满足所有乘客的基本服务需求的基础上,提高主要线路的公交服务水平,可以提高对大部分乘客的服务水平。建立了公交乘客服务满意度指数模型,设计了调查方案,利用公交乘客服务满意度指数对公交服务水平进行了定量分析,以此反映出城市公交服务是否满足人们出行的需求情况。     

基于系统总成本最小的公交站距优化模型研究

城市公共交通的发展是我国可持续交通发展的重要方向.作者对公共交通站距设置距离的长短做了交互的损益分析,然后对乘客旅行时间总价值和公交公司的系统总成本分别进行了分析和推导,建立了非线形公交站距模型.最后将其研究的内容应用到成都市的公交线路规划中,建立了枢纽站点仿真程序.通过对实际调研数据和研究的理论结果进行了验证,所得结论对指导城市公共交通规划工作有一定的实际意义.     

基于弹性需求的城市间客车开行频率与票价优化

基于两城市间旅客出行弹性需求,研究了客运企业客车开行频率与票价的组合决策优化问题。在综合考虑旅客出行时间调整费用、车内拥挤费用、票价支出以及客运企业运营的固定成本、可变成本、线路的建设维护分摊费用、车票收入的基础上,以旅客和客运企业的系统净收益为目标函数建立了优化模型和求解方法,并就一组特殊旅客出行时间调整费用函数进行了深入讨论和数值计算分析。研究结果为客运企业客车开行频率和票价的组合决策提供了理论依据。     

一种支持用户风险偏好的服务评估方法

针对服务质量波动所造成的选择风险性,提出一种支持用户风险偏好的服务评估方法.首先,根据区间数理论处理缺失信息,对用户评分进行完整描述.然后,根据用户面对不确定信息的风险倾向性不同,引入风险偏好对用户进行细分,并确定用户的服务感知风险.最后,根据服务收益最大化原则,将服务属性进行划分并结合用户属性偏好度得到服务收益,权衡服务收益与用户感知风险得到综合评估结果.仿真实验表明:与其他服务评估方法相比,本方法在表达用户属性偏好的同时也清晰表达了用户的风险偏好特征,更好地体现用户个性化差异,具有更高的用户满意度.     

随机时间依赖路网中危险品运输路径多准则优化

为实现动态路网中的危险品运输路径优化,以期为运输商的路径选择提供决策支持,分析了运输网络的随机时间依赖(STD)特征,对分段连续时间区间内各路段的行程时间和受影响人数进行曲线拟合.考虑到达时间窗的约束,以行程时间和运输风险的随机属性值为优化准则,建立0-1整数规划模型.结合STD网络的FIFO性质设计了两阶段多维标号修正算法,得到不同出发时刻以给定置信水平满足时间窗约束的非支配路径集合,并提出准则权重和阈值支配方法,实现计算效率和求解质量的均衡.研究结果表明:危险品在STD路网中的行程时间和运输风险与到达时间窗的设置和出发时刻的选取有关;生成的非支配路径取决于出发时刻和运输商的选择偏好,非支配路径的数量取决于支配阈值的大小;不同类型运输商可根据准时到达置信水平来选择出发时刻与运输路径的最优组合.     

多机场地面等待问题中的损失系数研究

以航空公司和乘客的损失程度作度量,将飞机起飞时刻的累计综合损失作为多机场地面等待模型中的损失系数,能更为有效地反映了地面等待的损失程度,强调了延迟时间对损失程度的累计效应和非线性特征。通过参数设置调节各损失因素所占的比例,将影响因子的重要性体现在损失系数的大小中,从而使损失系数可以适应不同的应用环境。