[发明专利]一种响应型社区公交行车调度优化方法

摘要

本发明涉及一种响应型社区公交行车调度优化方法，包括第一阶段静态调度优化和第二阶段动态调度优化两个阶段。第一阶段针对发车前已收到的出行需求，通过求解优化模型，确定本班次车辆需要响应的需求和行车路线；第二阶段在第一阶段的基础上针对本班次发车后收到的需求，通过求解优化模型，确定本班次需要响应的动态需求并调整行车路线。本发明优化模型目标同时考虑了空载率、乘客不满意度和车辆运营里程，并且在约束条件中考虑了需求响应约束、公交车辆载客容量约束、车辆到达时刻，优化的同时满足了乘客起讫站点个性化需求，并对不同等级的需求进行选择性响应，能更好地适应社区公交乘客出行需求空间和时间分布波动性的特征，从而提高了运营水平。

主权项

1.一种响应型社区公交行车调度优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：第一阶段：静态调度优化确定，针对发车前已收到的出行需求，通过求解静态调度优化模型，确定本班次车辆需要响应的需求和行车路径；1)确定第一阶段静态调度模型输入参数：上一班车没有响应的需求集合M1；本班车次发车前收到的需求集合M2，由所有需求点组成；要求到达需求点i的时间范围为[Pdi,Qdi]，以及需求点i可接受的车辆最早和最迟到达时刻为Pi和Qi；需求点i上车至需求点j下车人数为qij；；需求点i到需求点j的行驶距离为Dij；车辆额定载客量为C；车辆最短和最长运营距离限制为Dmin和Dmax；车辆的出发时刻为t0；车辆平均速度为v；乘客上车和下车的服务时长为tu和td；第一阶段静态调度优化模型的输出参数包括：xi为需求点i是否被响应判定，0‑1变量，1表示响应，0表示不响应；zij为行车路径中需求点i与需求点j是否相邻判定，0‑1变量，1表示当车辆由需求点i驶向需求点j，否则取0；yij为行车路径中需求点i与需求点j的相对关系判定，0‑1变量，1表示需求点i在需求点j上游，否则取0；第一阶段静态调度优化模型目标函数为最小化空载率f1、乘客不满意度f2和归一化的车辆运营里程f3，如式(1)所示；其中空载率f1、乘客不满意度f2和归一化的车辆运营里程f3分别由式(2)、(3)和(4)计算；ti为指车辆到达需求点i的时刻；所述需求响应约束，要求上一班次没响应的需求点在本班次中必须被响应，即满足式(5)要求；对于任一出行需求点，其对应的上下车需求点均应响应，即满足式(6)要求；所述公交车辆载客容量约束，要求本班次车辆到达需求点i时的车内人数不超过车辆的额定载客数，即满足式(7)要求；所述车辆到达时刻约束，车辆到达需求j的时刻由式(8)计算；2)将上述输入参数代入本发明建立的第一阶段静态调度优化模型，采用最优化问题求解软件进行求解，得到本班次车辆需要响应的需求xi和优化行车路径；第二阶段：动态调度优化，动态调度优化模型在第一阶段的基础上针对本班次发车后收到的需求，对第一阶段确定本班次车辆需要响应的需求和行车路径进行优化调整；3)确定第二阶段动态调度优化模型的参数输入：第一阶段静态调度模型中已决定响应的需求集合为M3；收到的动态需求集合为M4，即本班车正在运营中收到的动态需求集合；要求到达需求点I的时间范围为[PdI,QdI]，以及需求点I可接受的车辆最早和最迟到达时刻，PI和QI；需求点I上车至需求点I下车人数，qIJ；需求点I到需求点J的行驶距离；第二阶段动态调度优化模型的输出参数包括：xI为需求点I是否被响应判定，0‑1变量，1表示响应，0表示不响应；zIJ为行车路径中需求点I与需求点J是否相邻判定，0‑1变量，1表示当车辆由需求点I驶向需求点J，否则取0；yIJ为行车路径中需求点I与需求点J的相对关系判定，0‑1变量，1表示需求点I在需求点J上游，否则取0；这时需求点的集合为M3∪M4，并且需求响应约束要求第一阶段静态调度中已决定响应的需求在第二阶段动态调度中必须被响应，如步骤1)相同目标函数、约束建立第二阶段动态调度优化模型，其中M1和M2分别替换为M3和M4，然后将第二阶段动态调度优化模型的参数输入，采用最优化问题求解软件进行求解，最终得到调整后本班次车辆需要响应的需求和行车路径。