[发明专利]一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能监控领域，涉及一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法。

背景技术

公交车辆智能排班在国内外都有成形的运作方式，但随着城市的发展公交车辆智能排班出现高度的复杂性，公交车辆智能排班一直是一个前沿的研究课题。公交车辆智能排班的研究从20世纪初就开始了，随着ITS(Intelligent Traffic System)思想的兴起，运用先进的技术为公交智能排班提供参考是必然趋势。公交车辆智能问题是一类典型的运输排班优化问题，组合优化问题就是在一定的约束条件下，怎么合理、有效地安排其组成部分或操作所占用资源、运行时间及先后顺序，以获取时间或成本的最优化。

近几年来，最然有些学者致力于车辆排班问题的研究，但大都是研究性质的。目前的算法存在以下缺陷：(1)站在纯理论的角度建立数学模型，设计与实际应用环境脱节，未充分参考公交公司的历史排班信息，导致公交公司在采用新算法排班时缺少过渡，采用新算法对现有资源的调整比较大，算法推广较慢。(2)只能按线路进行排班，无法跨线路排班，无法多线路批量排班。(3)只基于某家公交公司的排班进行算法研设计，从而没有形成通用的算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法，其通过分析公交公司历史排班信息，建立排班规则的数学模型，实现自动排班，可行性高，公交公司从原有方式切换到新排班方式时，能实现平稳过渡，新排班方式的推进效率高、实施成本低。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法，具体包含如下步骤；

步骤1，通过分析历史排班信息，将各公交线路按照线路路牌之间的轮换关系设置成不同的分组，每个路牌对应一组发车时间；

步骤2，设置排班的各个班组以及与各个排班班组对应的班组启用日期；

步骤3，提取启用日期的线路路牌与发车时间序列的对应关系，建立初始排班矩阵；

步骤4，根据历史排班信息中，间隔天数与线路路牌偏移量在笛卡尔坐标系中的离散坐标点，通过线性插值法，分析出各个分组中线路路牌轮换的周期性规则，计算出某一天的车辆所排路牌与启动日期所排路牌的偏移量，根据间隔天数计算各分组中公交线路路牌轮换偏移量的目标函数，将计算结果构建成排班偏移量矩阵；

步骤5，将初始排班矩阵加上排班偏移量矩阵，生成目标排班矩阵；

步骤6，对目标排班矩阵中的各元素进行决策树分析，进而获取最终的排班结果。

作为本发明一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法的进一步优选方案，在步骤3中，假设班组中的排班信息分成了m组、每个分组有n个线路路牌，当各个分组中路牌数量不足n时填充-1，所述初始排班矩阵A表示如下：

其中，第a_ij(i＝0,1,2,...,mj＝0,1,2,...,n)表示第i组中的第j个路牌。

作为本发明一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法的进一步优选方案，在步骤5中，排班偏移量矩阵B具体表示如下：

其中，f(a_ij)(i＝0,1,2,...,mj＝0,1,2,...,n)，表示第i组中的第j个路牌在排班时，相对上次排班路牌在同一个分组中产生的位置偏移量。

即：当a_ij！＝-1时，偏移量是一个固定值k，当a_ij＝-1时，取序列中的下一个值，直至取到非-1值时，开始计算偏移量，偏移量还是取固定值k。

作为本发明一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法的进一步优选方案，在步骤5中，所述目标排班矩阵具体表示如下：

其中，

其中，f₁(i)(i＝0,1,2,...,m)表示第i组中有效路牌(非-1路牌)的个数，g(a_ij)(i＝0,1,2,...,mj＝0,1,2,...,n)表示第i组中的第j个路牌次日的排班信息，计算方法是：获取指定某一天的排班序列值，加次日排班路牌在第i组中产生的位置偏移量，两者之和再对第i组的有效路牌数取模，得出的值就是次日路牌的序列值。

作为本发明一种基于历史信息的公交公司自动化排班控制方法的进一步优选方案，所述决策树由司机请假的状态参数、车辆停驶的状态参数、车辆替换路牌的状态参数构成。