一種自適應式公交發車時刻表的動態優化方法
【專利摘要】本發明公開了一種自適應式公交發車時刻表的動態優化方法，步驟如下：確定公交線路l的全天工作時段T、公交服務車輛的額定載客量C、最大載客量Cs以及公交發車間隔tm；確定公交線路l在第k時段在站點i和相鄰站點j之間的斷面客流Pijlk的分布情況；根據公交線路l在站點i和站點j之間運行過程中實時反饋的第1輛公交車的斷面客流數據Pijlk(1)與公交線路l上的歷史公交站點客流斷面累計分布曲線進行匹配，預測第2輛公交車斷面客流需求分布情況Pijlk(2)，確定第2輛公交車的發車時刻T12；使用遞推法確定公交線路l的全天工作時段T的公交發車時刻表。本發明通過自適應式公交發車時刻表來動態調整公交車輛的發車時間，滿足不斷變化的客流需求，增強公交服務的可靠性，降低公交行駛延誤，提高公交服務滿意度。
【專利說明】一種自適應式公交發車時刻表的動態優化方法
【技術領域】
[0001] 有效的公交發車時刻表是平衡乘客的服務需求與公交企業的運營成本之間矛盾 的重要手段。本發明在不增加公交運營成本的前提下，利用海量的公交斷面客流數據，對公 交發車時刻表進行動態優化，將公交發車間隔和可變的公交出行需求進行關聯匹配，對提 高公交服務的可靠性以及滿意度有重要的作用，屬于城市公共交通系統領域。
【背景技術】
[0002] 合理確定城市公交的發車時刻表是公交運營管理者的核心任務，是改善措施公交 服務水平，提高公交服務可靠性的重要途徑之一，對城市公交系統至關重要。然而，公交發 車時刻表的優化是一個復雜的過程。一方面，對于公交車輛的發車次數來講，當公交車輛的 發車次數總量偏少時，雖然會降低公交企業的運營成本，但也會造成乘客的等車時間過長， 還可能會導致公交車輛過于擁擠，降低出行者對公交出行的滿意度。公交車輛的發車次數 過多時則可能會加重城市道路的交通擁堵，造成公交車輛連續到達公交站臺從而出現"串 車"現象，不僅不能有效降低出行者的等車時間，還會造成社會資源浪費，增加公交運營成 本。另一方面，在確定的公交發車次數的基礎上，不合理的發車間隔則會導致公交運能無法 滿足居民的公交出行需求，出現公交車輛在局部時刻出現過于擁擠或者出現很多空座造成 公交運能浪費。因此，如何根據公交線路上客流的時空變化規律，合理設置公交線路的發車 時刻表對提高公交系統的運行可靠性具有重要的意義。
[0003] 經過發明人長期研究發現，綜合考慮公交客運需求總量和企業運營成本限制條 件，可以獲得整體效益最優的公交發車次數。以此為基礎，利用海量的公交斷面客流統計， 結合實時的公交斷面客流反饋信息，對公交的發車時刻進行動態調整，可以將公交發車時 刻和動態的公交出行需求進行關聯匹配，不再是讓出行者根據公交發車時刻表來調整自己 的出行，而是根據公交出行者的需求來調整公交的發車時刻，還可以解決公交車輛在公交 站臺出現連續來車的串車現象和長時間不到車的來車間隔過長現象，最大程度提高公交服 務的針對性和有效性，減少公交出行者的等車時間，提高出行者對公交服務的忠誠度。
【發明內容】
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[0004] 技術問題：本發明的目的是提供一種公交發車時刻表的動態優化方法，在不改變 整體發車次數的情況下，通過實時反饋的公交斷面客流數據，動態調整公交車輛的發車時 亥IJ。在不增加公交運營成本的同時，將公交發車時刻和動態的公交出行需求進行關聯匹配， 減少出行者的等車時間，提高公交服務的可靠性。
[0005] 技術方案：為達到上述目的，本發明公交發車時刻表的動態優化方法是這樣進行 的：
[0006] -種自適應式公交發車時刻表的動態優化方法，其特征在于，步驟如下：
[0007] 1.)確定公交線路1的全天工作時段T、公交服務車輛的額定載客量C、最大載客量 cs以及公交發車間隔tm ;
[0008] 2.)根據歷史公交客流斷面統計數據，以每小時為一個時段，確定公交線路1在第 k時段在站點i和相鄰站點j之間的斷面客流Pulk的分布情況，施畫不同公交站點之間的 公交斷面客流累計分布曲線；
[0009] 3.)根據公交斷面客流，確定公交線路1在全天的工作時段T中時段k的發車頻率 Aik ;
[0010] 4.)設定開始工作時第1時段第1輛公交車的發車時間Tn，同時確定公交線路1 上第1時段的發車次數Ν 11;
[0011] 5.)根據公交線路1在站點i和站點j之間運行過程中實時反饋的第1輛公交車 的斷面客流數據Pu k(i)與公交線路1上的歷史公交站點客流斷面累計分布曲線進行匹配， 預測第2輛公交車斷面客流需求分布情況Pulk (2)，確定最大斷面客流數據
【權利要求】
1. 一種自適應式公交發車時刻表的動態優化方法，其特征在于，步驟如下：
1. )確定公交線路1的全天工作時段T、公交服務車輛的額定載客量C、最大載客量cs 以及公交發車間隔tm;
2. )根據歷史公交客流斷面統計數據，以每小時為一個時段，確定公交線路1在第k時 段在站點i和相鄰站點j之間的斷面客流Pulk的分布情況，施畫不同公交站點之間的公交 斷面客流累計分布曲線；
3. )根據公交斷面客流，確定公交線路1在全天的工作時段T中時段k的發車頻率Alk;
4. )設定開始工作時第1時段第1輛公交車的發車時間Tn，同時確定公交線路1上第 1時段的發車次數N u ;
5. )根據公交線路1在站點i和站點j之間運行過程中實時反饋的第1輛公交車的斷 面客流數據Puk(l)與公交線路1上的歷史公交站點客流斷面累計分布曲線進行匹配，預測 第2輛公交車斷面客流需求分布情況Pmk (2)，確定最大斷面客流數據
，結合公交車 輛的極限容量Cs確定第2輛公交車的發車時刻T12，如果T12-T n彡tm則第2輛公交車的發 車時刻為T12，否則第2輛公交車的發車時刻為Tn+tm ;
6. )使用遞推法確定公交線路1的全天工作時段T的公交發車時刻表。
2. 根據權利1所述的自適應式公交發車時刻表的動態優化方法，其特征在于：實時公 交斷面客流數據的統計方法為：
其中：Plk(i，i+Ι)為公交線路1在第k個發車時段在站點i和i+Ι站點之間的實時公 交斷面客流，Plk(i_l，i)為公交線路1在第k個發車時段在站點i-Ι和i之間的斷面客流， Ilk⑴為公交線路1在第k個發車時段在站點i的上車客流量，0lk⑴為公交線路1在第k 個發車時段在站點i的下車客流量。
3. 根據權利1所述的自適應式公交發車時刻表的動態優化方法，其特征在于：公交斷 面客流的預測方法為： PiJlk(n, d) = PiJlk(n, d-l)+ δ 3(d, d-1) 其中，Pulk (n，d)為第d天公交線路1在第k個發車時段第n輛車在站點i與j之間的 斷面客流量，
4. 根據權利1所述的自適應式公交發車時刻表的動態優化方法，其特征在于：公交發 車時刻表的確定方法，
1. )根據公交線路1在時段k的發車頻率Alk以及總發車次數Nlk，利用均勻發車的方法 確定時段k的第η個發車時刻
2. )根據歷史客流斷面統計數據，確定公交線路1在時段k的最大斷面客流設為站點 (i，j)，并施畫不同發車時刻T(k)的公交斷面客流累計分布曲線；
3. )確定第1趟公交車輛的發車時刻T1，并反饋公交車輛在?\線路上反饋的斷面客流 數據，更新站點（i，j)的斷面客流，根據新的斷面客流數據，預測第二個發車時刻T2在站點 (i，j)的斷面客流，確定新的公交斷面客流累計分布曲線，其中Τ2時刻的站點（i，j)斷面客 流為：PiJlk(T2) = KiJlk (Tl，T2) *PiJlk(T1) * (T2-T1) + δ iJlk (Tl，T2) 其中：(ΤΙ)為ΤΙ時刻線路實時反饋的站點（i，j)斷面客流數據，(Tl，Τ2)為根 據歷史客流斷面數據計算的Τ1時刻與Τ2時刻的客流增長率系數，Τ2-Τ1為兩次發車的時間 間隔，S ulk(Tl，Τ2)為根據利用相鄰3周同時段的客流統計數據統計算的Τ1時刻與Τ2時 刻的客流變異因子：
4. )在新的公交斷面客流累計分布曲線上，利用截圖法，確定滿足最大公交乘載客流Cs 對應的發車時刻T2' ；
5. )如果發車時刻T2' < Tl+tm則確定下一班公交車的發車時刻為T2'，否則確定公交 車的下一班發車時刻為T2' = Tl+tm ;
6. )使用遞推法預測 Pijlk (T3)，Pijlk (T4)，· · ·，Pijlk (TN);
7. )重復第4和第5步就能得到全天的公交發車時刻T3'，T4'，…，TNlk。
【文檔編號】G08G1/00GK104157132SQ201410407634
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】沈金星, 邱豐, 安成川 申請人:東南大學