[发明专利]一种基于随机机会约束的客运车辆实时调度方法

说明书

本发明提出一种应用机会约束规划的车辆动态调度方法，采用Fisher有序聚类分析算法，将全天时间分为多个发车间隔相等的子时段，根据乘客等待时间和车辆容量的随机系统约束条件，建立模型，并对随机系统约束条件进行检验，计算所述模型中的目标值，基于随机模拟的遗传算法求解最优值，从而确定多时间段实时调度方案。本发明的基于机会约束的实时调度模型，解决了不确定事件如客流随机性、事故、拥堵等事件发生情况下，调度决策的优化目标函数和约束条件，并采用遗传算法和随机模拟确定决策的最优解，克服了传统优化算法如拟牛顿法的解析解表示困难、容易陷入局部最优解等问题。

技术领域

本发明涉及交通运输技术领域，尤其涉及客运车辆的实时动态调度方法。

背景技术

客运车辆调度的内容有客流分配技术、发车频率的确定、客运车辆车容量的选择、车辆的合理分配。本文研究的是实时调度，对客流分配技术和客运车辆车容量不做研究。

客运车辆线路的调度人员在遇到影响行车时刻表正常实施的问题后，必须及时处理，采取相应的实时调度方法，最大限度的消除突发问题对线路运行所造成的影响，以弥补可能出现的损失。因此这就要求线路调度员不仅要了解本线路各时组、各断面的客流动态，熟悉本线路行车时刻表及道路设施和通行能力，还要备有遇到特殊情况时的多种实时调度方法，从而在遇到特殊情况时，可根据车辆晚点时间的多少、同时到站的车辆数、出现大间隔的时间等，果断及时的采取措施，保证客运车辆的车辆行车间隔的均衡。

现有的实时调度方法主要包括：(1)报保养公司组织抢修；(2)调整行车顺序；(3)调整行车间隔；(4)调整中途站停站次数；(5)调整车辆行驶区段(区间车)；(6)安排机动车；(7)改变车辆行驶路线；(8)实时拟定行车计划；(9)分段行驶；(10)缩线；(11)放大行车间隔；(12)延长单程点；(13)改变行车计划。

下面首先对各种调度方法分别进行说明。

报保养公司组织抢修：安排抢修车行驶路线，使抢修车在最短时间到达事故及故障车辆地点。

调整行车顺序：即调整前后车的发车时间，适用于车辆出现故障、司售人员迟到、个别车组晚点到站且影响时间较短等情况。这种情况在线路的日常调度中比较常见。

调整行车间隔：调整有关车次的发车时间。发现有的客运车辆不能准时到达首站(或末站)，或因个别车辆故障，调出或劳动力不足等因素，使计划的车辆数和行车间隔不能保证时，可采取在所少车次之前(或大的行车间隔前)的客运车辆推迟发车时间，在所少车次后(或大的行车间隔之后)的客运车辆提前发车时间的办法，使行车间隔比较均匀，维持线路正常运行。如果因客流量增加需要加车时，同样也要调整发车间隔。这种实时调度方法是线路的日常调度中最常用的方法，这适用于频繁严重塞车、客运车辆不能准时到站时常发生的情况，因而，这一方法的应用非常频繁。

调整中途站停站次数：包括三方面：一是空车出发；二是本站载客，越站停车(载客放车)；三是采取实时大站快车。

调整车辆行驶区段(区间车)：缩短车辆在本线路行驶的里程，在线路的某个区段开行区间车，可以缩短车辆的全程行驶时间。可指定一辆车或几辆车(不得连续发出)改全程行驶为在部分区段间行驶。

安排机动车：一是根据客流的规律机动车预先在某地待命，待需加入时加入；二是临时加入机动车，根据其到达路线经由的车流情况，安排行驶路线，使机动车能在最短时间内投入线路的运行。

实时拟定行车计划：根据实有车数、单程行驶时间、停站时间、客流量，计算出行车间隔，实时拟定行车计划。实时拟定行车计划依据的调度方法有：中途摆站、班车、快车、直达车、区间车、跨线车、跨线运行、机动车等。

分段行驶：车辆在运行线路上分数段开行。

缩线：缩短车辆行驶路线，以应付市政施工等。