[发明专利]一种公交发车频率仿真调度系统

说明书

本发明提供一种公交发车频率仿真调度系统，包括运算模块，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。该公交发车频率调度系统能够实现实现公交发车频率的动态调度，对公交运行过程中的突发事件进行模拟，构建可靠性指标体系衡量公交车在某个特定发车频率下的运行效率，依据可靠性指标提出一系列动态调整发车频率的措施。该措施能够有效缓解公交车运行过程中遇到的各类问题，实现科学的动态调度，提高公交系统运营效率。

技术领域

本发明涉及交通运输技术领域，特别涉及一种公交发车频率仿真调度系统。

背景技术

公交发车频率的调度指的是依据道路状况和各站点客流量，动态确定各时段一条公交线路的发车频率，以达到合理控制公交系统运行的目的，提高公交系统的运营效率。

目前已有的寻找最优公交发车频率算法大多是以最小化公交运营成本和乘客出行成本为目标，使用遗传算法求解。在得到最优发车频率后，已有的调度策略例如根据行车作业计划编制流程开发公交调度系统，利用公交信号优先的策略预测公交运行的未来状态。然而，实际调度中考虑到乘客的需求差异性大、实时变化性大等问题，目前也存在考虑乘客动态需求的公交调度模型和支持即时响应式的公交调度模型。

元胞自动机可以描述为任意有限维的离散网格，每格均处于一种有限状态。且每格于t时的状态由t-1时其邻域格的状态决定。Nasch模型使用初等元胞自动机的第184规则对交通流进行模拟。在Nasch模型中，时间、空间以及速度都被离散化，道路被划分为离散的格子(元胞)。每个元胞或者是空的，或者被一辆车占据，每辆车的速度取值可以为1,2,...,v_max。在时间步增加过程中，模型按照如下规则进行演化：

Step1.加速：v→min(v+1,v_max)，表示在不超过最大速度的情况下速度加1，反应了司机倾向于以尽可能大的速度行驶的特点。

Step2.减速：v→min(v,d)，d为车辆与前车的距离，以确保车辆不会与前车发生碰撞。

Step3.随机慢化：以随机概率p令v→max(v-1,0)，由于驾驶人的驾驶技术、道路条件等不确定因素导致车辆减速，减速的极端条件是车辆静止。

Step4.位置更新：x→x+v，车辆按照更新后的速度继续向前移动。

在综合考虑乘客需求和公交运营成本的基础上，使用Nasch模型能够很好地模拟车辆的运行状态、路况以及各类突发事件，便于过程的展示。

综上所述，Nasch模型在公交调度中具有优势，除此之外，如何基于Nasch模型进一步提高公交系统运营效率也是公交运营公司需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中提到的问题，本发明提供一种公交发车频率仿真调度系统，在动态和可操控的前提下对实际公交运行过程进行模拟，能够提出有效提升公交系统运营效率的调度策略。

本发明提供的一种公交发车频率仿真调度系统，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，