[发明专利]一种基于时变客流的城市公交运营协调方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于城市公交管理技术领域，尤其涉及一种基于时变客流的城市公交运营协调方法与装置。

背景技术

现代化社会经济的发展，客观上要求各种公共交通方式之间实现有效衔接，从而最大限度地提高公共交通的吸引力。城市轨道交通与常规公交的协调体现在三个方面，分别是：体制协调、规划协调和运营协调。本发明着重解决轨道交通与常规公交运营协调中技术层面的问题，即调度协调问题。目前有传统的公交车辆调度方法、静态调度协调和动态调度协调三种。

传统的公交车辆调度多是采用经验法，即参考线路的平均客流量情况和线路的计划配车数，从而确定车辆发车间隔和车辆配置、人员配班，虽然该方法具有一定的实用性，但存在着明显的不足，带有较大的盲目性，并且很难保证乘客的出行效率以及公交的运营效率。静态调度协调技术的数据基础是平均客流量等经验值，并且在确定公交车发车间隔时，综合考虑了运营商和乘客的效益。然而，在实际运营中，由于多种随机因素干扰，公交车辆的运行并不能严格遵循时刻表，同时客流需求也是实时变化的，这种双重不确定性，在传统的静态调度协调中并不能得到体现，使得由静态调度协调模型得到的行车计划在实际中难以保证其实施效果。在出行者日益关注出行质量的当前形势下，有必要开发一种基于实际公交网络双重不确定性的动态调度协调技术。由于目前缺乏面向实际应用、综合考虑公交多源时变数据的调度协调模型，城市常规公交与轨道交通难以实现运营协调，造成乘客换乘效率低、公交服务水平低下，且高峰时段公交资源分配不合理现象尤为突出，在很大程度上抑制了公交的吸引力。在此背景下，本发明利用公交时变客流数据和公交GPS数据，开发了面向应用的城市公交调度协调方法和装置，从而实现在动态情况下常规公交衔接轨道交通的调度协调。

本发明以时变数据为实施基础，及时把握客流需求的时变性和公交运行的不确定性，将不确定性问题转化为提前预知、并及时做出响应的问题，为公交调度提供更为科学的方法。

发明内容

针对上述背景技术中现有城市公交管理中公交资源分配不合理、乘客换乘效率低等问题，本发明提出了一种基于时变客流的城市公交运营协调方法与装置。

本发明的技术方案是，一种基于时变客流的城市公交运营协调方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：利用公交GPS数据对车辆行程时间进行预测，推算出车辆在换乘站的到站时间间隔；

步骤2：根据动态客流量，确定公交运营的拥挤里程比例表达式；

步骤3：根据步骤1得到的车辆在换乘站的到站时间间隔，建立换乘乘客平均候车时间表达式；

步骤4：对运营商成本进行分析，进而完成公交调度协调总表达式的建立；

步骤5：采用基于快速分类的非支配遗传算法对步骤4的公交调度协调总表达式求解，输出所选择线路的运营协调方案；

步骤6：通过网络将运营协调方案发送至公共交通网络调度指挥中心。

所述车辆行程时间预测的方法为：对于拥挤的线路，采用基于时间点指数法的方法预测；对于非拥挤的线路，采用基于指数平滑法的方法预测。

所述拥挤里程比例表达式为：满载率超过期望满载率阈值上限的公交出行里程占公交出行总里程的百分比。

所述换乘乘客平均候车时间表达式根据乘客换乘方式，其建立方法如下：

1)乘客从轨道交通换乘常规公交时的平均候车时间表达式：将换乘乘客分为直接换乘和非直接换乘两种，按两者分担的比例，表示特定公交车辆到达间隔内客流到站时间分布概率密度，从而得到该特定公交车辆到达间隔内客流平均候车时间，对于轨道交通换乘常规公交构成一对多的换乘系统，可通过换乘人数对各条线路进行加权，从而获得运营协调线路的换乘乘客平均候车时间；

2)乘客从常规公交换乘轨道交通时的平均候车时间表达式：常规公交换乘轨道交通的平均候车时间的确定分两种情况，对于轨道交通发车间隔密集的情况，乘客到站平均候车时间为发车间隔的一半；对于轨道交通发车间隔较大的情况，则视为常规公交换乘至轨道交通的客流无乘客滞留的情况，控制常规公交到站时间，使轨道交通离站时间与换乘乘客到达轨道车站的时间间隔最小。

所述公交调度协调总表达式包括运营商成本、拥挤里程比例和换乘乘客平均候车时间。

一种基于时变客流的城市公交运营协调装置，其特征是所述装置包括数据读取装置、行程时间估算装置、广义成本解析装置、运营协调方案生成装置和方案输出装置；数据读取装置分别与行程时间估算装置和广义成本解析装置连接；行程时间估算装置和广义成本解析装置连接；广义成本解析装置和运营协调方案生成装置连接；运营协调方案生成装置和方案输出装置连接；