[发明专利]一种公交发车频率仿真调度系统

权利要求书

1.一种公交发车频率仿真调度系统，其特征在于，包括以下模块：

运算模块，获取公交线路信息，基于Nasch模型执行公交运行的模拟和仿真；

可视化模块，接受运算模块的数据，生成道路网格的可视化界面；

可操控模块，获取公交运行过程中可变参数的变更信息并进行控制，将控制变量数据发送至运算模块进行运算；

其中，运算模块的执行方法包括，

L1、在Nasch模型基础上执行以下规则，

第一改进规则：公交车拥有唯一且确定的始发站和终点站，在向道路中添加公交车时，总是判断公交路线始发站所在网格能否容纳新的公交车，若能则添加车辆；当车辆经过终点站时则将该车释放，公交路线终点站网格对应位置改为None；

第二改进规则：指定特定网格为固定站点，对于未经过该站点的公交车，若车辆当前所在位置与车辆当前速度相加大于站点所在位置，则表示公交车可以进站，更改车辆速度使之在站点停靠；

第三改进规则：公交车经过站点所在的网格时，进行乘客上下车的过程，采用不同参数的泊松分布生成乘客；

L2、定义可靠性指标衡量道路状况，作为动态调度公交发车频率的标准；

L3、基于构建的可靠性指标体系制定公交发车频率调整策略；

L4、基于公交发车频率调整策略对道路拥堵和乘客突增进行模拟。

2.根据权利要求1所述的公交发车频率仿真调度系统，其特征在于，L2中所述的可靠性指标包括以下：

路线可靠性，衡量公交运营路线是否保持畅通，具体表现为当前道路中出现直接拥堵和间接拥堵的次数；直接拥堵表现为两辆相同线路的公交车出现在相邻网格，间接拥堵表现为两辆相同线路的公交车之间空出一个网格；出现拥堵的次数越多表明路线可靠性越低；

时间可靠性，衡量公交是否能在合适时间内搭载乘客，具体表现为每个站点等待的乘客数，乘客数量越多表明时间可靠性越低；

安全可靠性，衡量公交运营过程中是否发生意外或交通事故，具体表现为平均每年公交路线发生上述事故的次数与每年公交发车次数的比值，安全可靠性越低表明应当适当减少发车；

换乘可靠性，衡量公交线路中的站点能够搭乘其他线路公交的数量，具体表现为构造换乘矩阵，以换乘比例为指标，为换乘行为赋值，进而得到一条线路的换乘可靠性，结果在0到1之间，越接近1表明换乘能力越强。

3.根据权利要求2所述的公交发车频率仿真调度系统，其特征在于，L3中的公交发车频率调整策略包括：

A1、当公交线路的路线可靠性降低时，应提高发车频率；具体表现为当某时刻道路中出现直接拥堵，或该班次公交车数量多于某一阈值时，公交发车频率大幅提高；当某时刻道路中出现间接拥堵时，公交发车频率小幅提高(幅度为直接拥堵提升的一半)；当某时刻道路中无该班次的公交车拥堵时，回归初始发车频率；其中发车频率的减小幅度应参考换乘可靠性制定，换乘可靠性高的线路对应减小幅度低；

A2、当公交线路的时间可靠性降低时，若时间可靠性低于某一阈值，公交发车频率减为最低；否则发车频率的减小幅度为时间可靠性的单调函数，单调函数的参数应依据安全可靠性制定。

4.根据权利要求1所述的公交发车频率仿真调度系统，其特征在于，为量化公交运营效率，当公交车驶入终点站时，意味着一趟运营工作结束，此时计算该公交车的单位里程客运量，表示为

其中p_i为站点客运量，s为总里程数；该指标揭示了公交车的运营效率。

5.根据权利要求1所述的公交发车频率仿真调度系统，其特征在于，L4中所述的道路拥堵的模拟需执行，当出现道路拥堵时，规定所有速度大于1的车辆静止不动，速度恰为1的车辆可以正常行驶。

6.根据权利要求1所述的公交发车频率仿真调度系统，其特征在于，可操控模块与监控单元通讯连接；可变参数的控制包括站点乘客数的控制、起始发车频率的控制、以及道路状态的控制。