[发明专利]面向出行链的需求响应公交服务模式及优化方法

说明书

本发明公开了一种面向出行链的需求响应公交服务模式及优化方法，包括：制定面向出行链的需求响应公交“一张票”服务模式；根据接送客站点网络拓扑、乘客出行链信息和车辆信息，生成约束集以及面向出行链的需求响应公交“一张票”服务运营成本的目标函数；根据约束集和目标函数建立面向出行链的需求响应公交“一张票”服务运营车辆路径优化的混合整数线性规划模型；求解所述混合整数线性规划模型，通过有效不等式和基于最优时差插入法的遗传算法获得优化后的服务车辆开行路径方案。本发明在提供了高水平定制化公共交通服务同时，也减少了乘客需要在多种常规固定公共交通方式中选择出行链组合方案的复杂度。

技术领域

本发明涉及城市公共交通规划领域，尤其涉及一种面向出行链的需求响应公交服务模式及优化方法。

背景技术

随着全球城市化的快速推进,城市交通出行需求迅速增长，个人出行计划也更加个性化、多样化。在人口密度大、土地利用开发强度高的大城市,只有以公共交通为主导的城市交通才能够实现可持续发展。然而，乘客在常规公共交通系统中面临出行成本和服务质量间的矛盾。公交巴士和地铁轻轨虽然能够满足大量乘客出行需求且出行成本较低，但也因调度安排固定和基础设施建设范围有限的制约，难以达到较高的服务水平，也难以将服务范围辐射至市郊乃至临近城市。出租车虽较为灵活并能提供门到门的出行服务，但乘客共享搭乘模式应用并不广泛，因而能够服务的出行需求有限且成本较高。随着乘客出行的多元化，一个时间周期内乘客出行链需求的复杂性和个性化要求也越来越高。因此，亟需可以满足乘客个性化出行链需求的新型出行服务。本发明提出的面向出行链的“一张票”服务模式可实现乘客出行链中多个活动间一票通行。保持较高服务水平满足乘客多样灵活出行需求的同时减少了乘客在传统公共交通系统中选择出行方案组合的复杂性。

需求响应技术是实现“一张票”出行服务模式的前提基础。随着信息通讯技术、智慧交通技术的发展，通过需求响应定制公交实现“一张票”服务成为可能。

本发明聚焦于优化需求响应定制公交车辆路径规划，以适应乘客出行链需求。本发明提出的面向出行链的需求响应公交“一张票”服务模式及方法不仅能够满足乘客单次出行需求，也可以综合乘客一个时间周期内出行链计划提供相应的定制出行服务。需求响应公交不仅能够保障乘客出行服务质量，同时基于共享出行其成本也低于出租车。“一张票”服务模式减少了乘客需根据自身出行活动制定出行方案的复杂性。同时，在制定“一张票”服务方案过程中，如何通过降低服务运营成本以保障此出行服务模式能够作为常规公共交通系统的辅助方式可持续的运营，则需要依赖合理的人车匹配、车辆调度安排及路径方案。考虑到此优化问题求解的复杂性，本发明采用两种优化求解算法以适应不同“一张票”出行链情景，保障选择“一张票”服务模式乘客的出行需要，并得到低运营成本、高服务质量的出行方案，具有较高的研究价值与实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向出行链的需求响应公交“一张票”服务模式及优化方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种面向出行链的需求响应公交服务模式及优化方法，包括：

S1、制定面向出行链的需求响应公交“一张票”服务模式；

S2、根据接送客站点网络拓扑、乘客出行链信息和车辆信息，生成约束集以及面向出行链的需求响应公交“一张票”服务运营成本的目标函数；

S3、根据约束集和目标函数建立面向出行链的需求响应公交“一张票”服务运营车辆路径优化的混合整数线性规划模型；

S4、求解所述混合整数线性规划模型，通过有效不等式和基于最优时差插入法的遗传算法获得优化后的服务车辆开行路径方案。

进一步的，步骤2中所述约束集包括多商品流的网络客流平衡约束、确保乘客接送服务均由同一车辆实现的约束、车辆开行时间窗约束和乘客出行时间窗约束和车辆接送乘客前后载客量变化约束及车辆载客能力约束。