[发明专利]城市公交智能化调度管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能化管理系统，特别涉及一种城市公交智能化调度管理系统及方法。

背景技术

目前，我国的许多城市在加强智能公共交通系统的建设，但是实际上目前的建设水平距离真正的智能公交系统相差甚远，有的认为安装上GPS和电子站牌就是智能公交了，实际上这些只是一点点基础而已，如智能公交系统中最基础的信息服务系统只是停留在静态信息服务上；另外实时智能调度在一条线路上都无法实现，原因就是有些城市智能公交系统中真正的问题(如交通控制对公交运营的影响关系、调度模型的影响因子的确定等等)没有解决。诚然，信息技术、计算机网络技术的广泛应用推动了城市公交向智能化方向发展。然而单线智能公交在运营过程中存在车辆间信息不明、换乘情况不明、缺乏动态信息服务等问题，严重影响了公交的服务水平，因此传统公交线路智能化调度系统正向公交网络化智能调度系统过渡。目前，公交网络化智能调度技术的研究还较滞后，随着相关技术的发展，研究公交网络化智能调度技术具有重大理论价值和现实意义。

基于地理信息技术(GIS技术)、定位技术(GPS技术)和现代通信技术，研究公交网络智能化调度系统技术和交通控制系统的协调调度技术，正引起广大研究人员的浓厚兴趣。

国外的Haghani和Banihashemi在2002年突破基于车程的传统模型，提出了基于单车按时间序列串接成一条任务链的多车场区域调度时刻表编制模型，研究了相应的启发式算法，并增加了车辆在场外全日运行时间受限的约束条件。经Baltimore市大众公交管理局(Mass TransitAdministration，MTA)进行的评价实验表明，该方法编制的多车场区域调度时刻表相比原时刻表节约了7.9％的车辆资源，增加了4.66％的车辆有效营运时间，降低了4.77％的营运成本。并且由于其优化算法能够减少相对于同类算法78％的运算任务量，故该方法大大提高了多车场区域调度时刻表的编制速度和编制规模。

Huisman(2007)在传统的单车场和多车场单车运行计划编制模型基础上，提出了单车场和多车场的车辆-驾驶员集成运行计划动态编制模型。该模型提出的出发点有二：首先，在实行区域调度后，公交公司不再以线路为单位向政府承包，而是以服务区域为单位承包。各公司承包的服务区定期调整并接受政府监管。另外，区域调度不同于单线路调度，一辆车某个车程的晚点影响的不仅仅是一条线路，而是扰乱整个服务区域的公交系统运行秩序。因而区域调度系统车辆运行秩序的维持主要依靠的是运行计划的阶段调整，而不是实时调度方法。

在国内我国公交智能化调度理论与方法的研究起步于20世纪90年代中期，研究水平较欧、美、日等发达国家有较大差距。研究内容以单线调度为主，网络化调度的研究尚处于起步阶段。研究方法多以借鉴国外先进理论与方法，结合国内交通背景实际、客流需求实际、公交系统装备水平和营运管理体制等特征，以改进调度模型和优化算法为主。

1995年同济大学陈继军结合上海市“八五”科研攻关项目《公交车辆动态调度的研究》，基于装备车辆自动监控系统(Automatic VehicleMonitoring System，AVMS)的49路公交线路较系统的研究了公交车辆动态调度流程和调度方法，并采用仿真手段对调度方案进行评价。其研究内容着眼于根据客流预测和车辆运行实际，决定首末站车辆发车时刻和发车模式。动态调度模型以乘客总候车时间最小优化目标，以发车时刻和是否停站为决策变量。求解算法虽然不能找到全局最优解，但在调度员的经验支持下能够给出较为实用的调度方案。

2000年北方交通大学黄溅华总结了国外公交车辆动态调度方法，建立了公交车实时控制模型、区间车模型、调整中途停站次数模型三大公交动态调度模型。其基本原理与Adamski(1983，1992，1995，1998)提出的实时控制模型相似。区间车模型建立于公交线路实时OD矩阵预测基础之上，并根据优化目标不同分为两类。

2001年北方交通大学李建国针对北京市公交区域运营组织进行研究，提出了以跨线配车、跨线配置劳动力、跨线组织公交运营的区域调度体制的概念和内容，设计了“集中分散”控制方式及“扁平式”公交区域调度管理的组织结构，分析了公交区域运营辅助调度系统的功能需求，建立了智能化公共交通区域调度平台的工作流程。