[发明专利]一种自动化编制公交时刻表和车辆排班计划的方法

说明书

本发明涉及一种自动化编制公交时刻表和车辆排班计划的方法。本发明考虑到公交时刻表和车辆排班计划两者之间的联系，本发明提出的方法将时刻表和车辆排班计划同时进行编排，尽可能满足实际调度中的约束，如驾驶员就餐问题、车辆营业车时约束等，尽可能减少车次间的无效休息时间，使各车次尽量集聚在一起，方便后续进行驾驶员排班。

技术领域

本发明涉及一种公交时刻表和车辆排班计划的自动化编制方法。

背景技术

时刻表和车辆排班计划是公交运行计划的重要组成部分。公交时刻表是衡量公交车准点率和可靠性的依据，确定了公交车辆在首末站和停车场的发车时间、到达时间、停站时间、发车时间间隔等，公交时刻表问题一般为确定发车频率的问题。车辆排班计划可以描述为给定时刻表的条件下，安排车辆执行所有的车次，根据客流需求量确定所需要的车辆数以及每辆车执行车次任务的序列。

遗传算法是一种随机搜索算法，通过模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程演化而来。遗传算法的基本思想为：以编码空间代替问题参数空间，从代表问题可能有潜在解集的一个种群出发，按照生物进化过程中适者生存、优胜劣汰的原理，以适应度作为评价个体优劣的依据，重复使用选择、交叉、变异算子作用于群体，使之不断进化，逐渐接近最优解。

发明内容

本发明目的是：自动生成公交时刻表和车辆排班计划。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种自动化编制公交时刻表和车辆排班计划的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、设定模型的目标函数为：式中，Z表示总目标函数，表示使用的车辆总数，X_k表示第k辆车辆是否执行车次，为(0,1)变量；m表示车辆的总数；T表示总无效休息时间，其中X_kij为(0,1)变量，表示第k辆车辆执行完车次i后执行车次j，表示车次j的出发时间，表示车次i的到达时间，t_usedrest表示相邻两车次之间的有效休息时间；

设定模型的约束条件，约束条件包括时刻表约束、车辆排班计划约束，其中：

时刻表约束包括：

满足各时段发车间隔的取值范围：h_min≤h_i≤h_max，式中，h_min表示最小发车间隔，h_max表示最大发车间隔，h_i表示相邻车次之间的发车间隔；

末班车发车时间不超过线路最晚运营时间：

式中，表示车次n的出发时间，表示上行首班车发车时间，T_up表示上行最晚营业时间，表示下行首班车发车时间，T_down表示下行最晚营业时间；

车辆排班计划约束包括：

车次衔接约束，保证每个车次均有车辆执行且被执行一次，有：

相邻车次接续约束：

式中，％为取余运算符；

车辆总工时约束：