[发明专利]一种弹性的公车调度方法和系统

说明书

本发明提供一种弹性公车系统的调度方法和系统，包括：1)初始化路网数据，通过聚类生成车站和停靠点；2)根据车站的分布构建交通流量网，计算交通流量，若大于设定的交通流量阈值，则再开通一趟公车，否则，原地等候；3)当公车开通后，公车将初始行驶路线作为当前行驶路线并从起点发车；4)公车沿着当前行驶路线行驶，当收到来自乘客的乘车请求时，判断是否满足插入约束条件，若是，则接受该乘车请求，将新行驶路线设为当前行驶路线；反之，则拒绝该乘车请求；5)当公车行驶到当前行驶路线的终点，回到步骤2)。本发明根据实时乘车请求对行驶路线进行灵活的调整，在保证服务质量的基础上最小化调度成本，提高城市交通的效率。

技术领域

本发明涉及公共交通领域，特别是一种弹性公车的调度算法和系统。

背景技术

公交车，或更广义上称为公车(public vehicle)，其路线规划和调度策略是城市交通运输系统设计和操作的关键部分(见M.Zhu,X.-Y.Liu,F.Tang,M.Qiu,R.Shen,W.Shu,and M.-Y.Wu,“Public vehicles for future urban transportation,”IEEEtransactions on intelligent transportation systems,vol.17,no.12,pp.3344–3353,2016.)。在传统的固定路线的交通运输系统中，车辆的行驶路线都被提前计划好，在指定站进行停靠载客，很容易进行时间和路线规划。与之对应的，是完全按需响应的交通运输系统(Demand Responsive Transit)，DRT比传统固定路线的交通系统更加复杂(见Iqbal R,Yukimatsu K,Ichikawa T.The flexible bus systems using zigbee as acommunication medium,New Technologies,Mobility and Security(NTMS),2011 4thIFIP International Conference on.IEEE,2011:1-5.)。如果规划不当，很容易出现问题，比如产生高额的调度花销或无法满足乘客所期望的服务质量。而灵活路线的交通运输系统是由上述两种系统组合而成，既有较为固定的行驶路线，又可以对部分乘客的需求进行响应。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，结合历史轨迹数据挖掘出乘客出行规律，并在其基础上提供了一种基于灵活路线的弹性公车系统调度方法和系统。

本发明采用如下技术方案：

一种弹性公车系统的调度方法，其特征在于，包括如下步骤

1)初始化路网数据，通过聚类生成车站和停靠点；

2)根据车站的分布构建交通流量网，计算车站和车站间的交通流量，若大于设定的交通流量阈值，则在该两车站间开通一趟公车，否则，公车原地等候；

3)当公车开通后，结合历史轨迹数据计算该两车站间的主干停靠点，连接该两车站及主干停靠点形成初始行驶路线，公车将初始行驶路线作为当前行驶路线并从起点发车；

4)公车沿着当前行驶路线行驶，当在行驶过程中收到来自乘客的乘车请求时，基于主干停靠点起终点插入算法判断该乘车请求是否满足插入约束条件，若是，则接受该乘车请求，将新行驶路线设为当前行驶路线；反之，则拒绝该乘车请求；

5)当公车行驶到当前行驶路线的终点，回到步骤2)。

在步骤2)中，采用时空分割策略来计算车站间的交通流量，具体如下：

首先，根据经纬度将城市分割成多个面积相同的网格，根据历史轨迹数据构建一个交通流量表τ(z)，表中的元组的类型为＜t，g_o，.g_d，num＞，其中z为一个网格，t为一个时间点，g_o和g_d为乘车请求的起始网格和终止网格，hum为相应的交通流量；