[发明专利]一种任务量配置优先的公交车辆调度方法及系统

权利要求书

1.一种任务量配置优先的公交车辆调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，获取基本信息

获取运营路线的基本信息，基本信息包括全天运营时刻表、计划运营车辆和计划全天任务量，并根据基本信息建立基本信息集合；

步骤2，利用贪婪算法对基本信息集合进行预处理

首先随机初始化基本信息集合形成原始班次链，从原始班次链中获取班次间套点数量，以套点数量最少为损失函数，进行预定次数的迭代后输出初始班次链；

步骤3，扩充班次链的数量

通过扰动算子调整算法搜索过程，对初始班次链进行扩充，扰动算子包括替换策略、替换策略和后向插入策略；其中，替换策略为随机选择两个班次链，并随机选择两个班次链的班次进行交叉替换；前向插入策略为随机选择两个班次链并随机选择一个班次链的班次插入另一个班次链的一个班次的前方；后向插入策略为随机选择两个班次链并随机选择一个班次链的班次插入到另一个班次链的一个班次的后方，从而通过上述操作可以得到丰富的车辆排班可行候选集合；

步骤4，模拟退火算法

以车辆排班可行候选集合初始解，以班次间的停留等待成本、班次间的套点数量和车辆运营任务的完成度为目标函数建立车辆调度模型,采用车辆调度模型进行求解对车辆排班可行候选集合进行模拟退火算法，具体如下式；

其中式中m为全天计划任务量，w_ij为班次停留等待时间成本，s_j为班次j的开始运营时间，e_j为班次j的结束运营时间，α为判断班次是否出现套点行为，n为全天计划用车量；由此，车辆调度模型中目标函数主要是用来最小化班次间的停留等待时间以及最少套点行为；约束条件一是判断班次间是否出现套点行为，约束条件二是保证车辆任务量之和与全体计划任务量相匹配，约束条件三则主要保证单车任务量与计划单车任务量相匹配；

步骤5，经过预设次数为M的迭代后，得到最终的班次链候选集。

2.一种任务量配置优先的公交车辆调度系统，其特征在于：包括初始解形成模块、算法中心处理模块和条件约束模块；所述初始解形成模块通过客流调查器制作全天运营计划，根据全天运营计划获取全天运营时刻表、计划运营车辆和计划全天任务量，并建立基本信息集合，随机初始化基本信息集合形成原始班次链，从原始班次链中获取班次间套点数量，以套点数量最少为损失函数，进行预定次数的迭代后输出初始班次链，所述算法中心处理模块包括扰动扩充和模拟退火，其中扰动扩充通过扰动算子调整算法搜索过程，对初始班次链进行扩充得到丰富的车辆排班可行候选集合；所述条件约束模块以班次间的停留等待成本、班次间的套点数量和车辆运营任务的完成度为目标函数建立车辆调度模型,模拟退火采用车辆调度模型进行求解，对车辆排班可行候选集合进行模拟退火算法，经过可输入次数为M的迭代后，得到最终的班次链候选集。

3.根据权利要求1所述的任务量配置优先的公交车辆调度方法，其特征在于：在执行步骤3中扩充班次链的数量之前，增加地区约束条件，如车辆数、每车的全天任务量，然后再通过扰动算子调整算法搜索过程，对初始班次链进行扩充。

4.根据权利要求2所述的任务量配置优先的公交车辆调度系统，其特征在于：所述扰动算子包括替换策略、替换策略和后向插入策略；其中，替换策略为随机选择两个班次链，并随机选择两个班次链的班次进行交叉替换；前向插入策略为随机选择两个班次链并随机选择一个班次链的班次插入另一个班次链的一个班次的前方；后向插入策略为随机选择两个班次链并随机选择一个班次链的班次插入到另一个班次链的一个班次的后方，从而通过上述操作可以得到丰富的车辆排班可行候选集合。

5.根据权利要求2所述的任务量配置优先的公交车辆调度系统，其特征在于：还包括参数输入模块，参数输入模块包括车辆信息和司机信息，车辆信息包括车辆检修信息、车辆所属线路和人车关系，司机信息包括驾驶员班制、驾驶员工作时间和驾驶员基本信息，地区限制单元可设置地区限制因素，如设置参加运营车辆数和设置参加每辆运营车辆任务量。