[发明专利]一种乘客需求过饱和的可变线路式接驳公交调度方法

权利要求书

1.一种乘客需求过饱和的可变线路式接驳公交调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将乘客实际出行需求和预设出行需求进行比较，确定是否处于乘客需求过饱和状态，如果是，进入步骤(2)；

(2)根据乘客采用可变线路式接驳公交出行的天数比例、乘客发生预约申请的时间，确定乘客安排进班次的顺序；

(3)按照“就近插入为前提”、“双向选择为基础”和“耗时最少为目标”的原则，进行初次排班，将乘客依次安排进班次，没能安排进班次的乘客进入初步被拒绝乘客集合中；

(4)针对初步被拒绝乘客集合中的乘客，再次根据乘客采用可变线路式接驳公交出行的天数比例以及乘客发生预约申请的时间，确定乘客安排进班次的顺序；并按照“就近插入为前提”和“耗时最少为目标”的原则，将初次排班中被拒绝乘客重新安排进班次；

所述步骤(3)具体包括如下内容：

(3.1)按照“就近插入为前提”原则确定服务乘客的班次顺序：

首先根据可变线路式接驳公交的历史数据估算乘客在各班次的上车时间，将估算得到的乘客在各班次的上车时间与乘客的预约出行时间比较，计算各班次的上车时间和乘客的预约出行时间的时间差，将时间差从小到大进行排序，根据时间差的排序，得到服务班次顺序；

(3.2)按照“双向选择为基础”原则确定当前服务班次能够服务乘客：

针对步骤(3.1)得到的服务班次顺序，选取排序第一的服务班次作为候选服务班次，在[0,1]之间生成一个随机数值，将该随机数值与乘客接受上车概率比较，如果随机数值小于乘客接受上车概率，表示当前候选服务班次可以尝试为乘客服务；反之则表示当前候选服务班次不能为乘客服务，选择排序第二的服务班次作为新的候选服务班次，在[0,1]之间重新生成一个随机数值进行比较，直到确定服务班次；当所有的班次都不能服务该乘客时，该乘客的出行需求被拒绝；

(3.3)按照“耗时最少为目标”原则确定乘客的插入位置：

在已经服务num个乘客的班次中，有第num+1个乘客插入，计算该第num+1个乘客在不同插入位置时车辆的行驶时间将引起车辆行驶时间增加最少的位置确定为乘客的插入位置；

在每个插入位置，车辆的行驶时间计算方式为：

其中，为乘客插入位置为j时班次i的行驶时间，j＝1，2,3……num，num+1；为班次i服务num个乘客的行驶时间；(x_p,y_p)为乘客P的坐标位置；(x_j-1,y_j-1)为插入位置前一个乘客的坐标位置；(x_j,y_j)为插入位置后一个乘客的坐标位置；t_d为车辆等待时间，v为车辆行驶速度；

如果该第num+1个乘客的插入，使得车辆的行驶时间没有超过时间窗约束，就确定该班次可以服务第num+1个乘客；

如果该第num+1个乘客的插入，使得车辆的行驶时间超过了时间窗约束，则当前班次不能服务第num+1个乘客，在通过所述“就近插入为前提”原则确定的服务班次顺序中，继续挑选下一个班次尝试服务该乘客，如果直至最后一个班次也不能服务乘客，乘客就进入初步被拒绝乘客集合中；

步骤(3.2)中，所述乘客接受上车概率按如下方式获得：

假设存在两级时间窗，第一级时间窗为“接受时间窗”，在此时间窗内，只要有能够服务乘客的位置，乘客接受系统的出行安排；第二级时间窗为“选择时间窗”，在此时间窗内，乘客可能会接受系统的安排，乘客P的接受上车概率符合logit模型：

其中，Pro(P)为乘客P接受系统安排的概率；T_p为系统安排乘客P的上车时间；为乘客P“接受时间窗”的下限时刻；乘客P“接受时间窗”的上限时刻；为乘客P“选择时间窗”的下限时刻；为乘客P“选择时间窗”的上限时刻；

所述步骤(4)具体包括如下内容：

(4.1)将乘客在预设周期内采用可变线路式接驳公交出行天数的比例作为第一排序指标，将第一排序指标降序，确定乘客安排进班次的顺序；

(4.2)按照“就近插入为前提”原则确定服务乘客的班次顺序：

首先根据可变线路式接驳公交的历史数据估算乘客在各班次的上车时间，然后将估算乘客在各班次的上车时间与乘客的预约出行时间比较，计算各班次的上车时间和乘客的预约出行时间的时间差，将时间差从小到大进行排序，根据时间差的排序，对各班次进行排序，得到服务班次顺序；

(4.3)按照“耗时最少为目标”原则确定乘客的插入位置：

在已经服务num个乘客的班次中，有第num+1个乘客插入，计算该第num+1个乘客在不同插入位置时车辆的行驶时间然后将引起车辆行驶时间增加最少的位置确定为乘客的插入位置；

在每个插入位置，车辆的行驶时间计算方式为：

其中，为乘客插入位置为j时班次i的行驶时间，j＝1，2,3……num，num+1；为班次i服务num个乘客的行驶时间；(x_p,y_p)为乘客P的坐标位置；(x_j-1,y_j-1)为插入位置前一个乘客的坐标位置；(x_j,y_j)为插入位置后一个乘客的坐标位置；t_d为车辆等待时间，v为车辆行驶速度；

如果该第num+1个乘客的插入，使得车辆的行驶时间没有超过时间窗约束，就确定该班次可以服务第num+1个乘客；

如果该第num+1个乘客的插入，使得车辆的行驶时间超过了时间窗约束，则当前班次不能服务第num+1个乘客，在通过所述“就近插入为前提”原则确定的服务班次顺序中，继续挑选下一个班次尝试服务该乘客，如果直至最后一个班次也不能服务乘客，彻底拒绝该乘客的出行需求。