响应需求的园区巴士实时调度模型研究

发布时间：2020-06-19 06:51

【摘要】：随着居民出行需求的日趋多样化,交通市场个性化需求的日渐增长,传统的公共交通不能满足人们的机动性需求,信息技术的发展为改进公共交通服务创造了条件。响应需求的公共交通系统在这种背景下应运而生,他是一种具有特殊运行模式和组织方式的公交系统,从根本上改变了传统公交的服务特点,是解决低密度客流区域公交服务的重要手段。响应需求的公交智能系统实施的难点在于需要实时高效的调度方式,实现既能满足乘客方便快捷的出行需求,又能降低运营者成本的优化调度。因此,由于动态需求的出现会对原始的运行系统造成扰动,如何在满足乘客需求、道路需求以及成本需求等各方面限制的条件下构建响应需求的公交系统实时调度模型,并对其求解是学术界致力于解决的难点问题。本文以一类典型的响应需求的公交系统——园区巴士——为例展开相关研究。针对这一问题,本文的主要研究工作如下： (1)本研究通过分析欧美等发达国家目前响应需求的公共交通系统运行情况,结合我国的发展背景,阐述适合于我国的、区别于欧美等发达国家的响应需求的公共交通系统；以大连市高新园区巴士运行情况为应用背景,对该响应需求的园区巴士实时调度系统进行详细的分析及描述。 (2)在扰动度量方法研究、干扰事件的识别以及扰动恢复策略分析的基础上,运用干扰管理思想,从系统扰动最小的角度出发,综合考虑乘客扰动、路径扰动以及成本扰动,构建了响应需求的园区巴士实时调度干扰模型。 (3)针对本文构建的响应需求的园区巴士实时调度干扰模型,设计了两阶段求解算法,第一阶段用C-W线路构造法找到插入点的位置,第二阶段用2-opt线路改进法优化初始解；并将等待策略嵌入到求解算法中,通过数值实验来验证该模型和算法的有效性。本研究将干扰管理的思想运用到响应需求的园区巴士系统实时调度建模中,对这一新的客运系统的实时调度难题进行了有益的探索；同时,通过对响应需求的园区巴士系统这一新模式的探讨,在提高系统灵活性的同时,能够提高低密度区域或低密度时间段内乘客的满意度,降低巴士运行成本,从而有利于推进响应需求的公共交通系统在中国的进一步发展和应用。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：F224;F572
【图文】：

示意图,巴士,园区,示意图

导致现有路径不可行，则对现有运营系统造成了扰动，研究问题的目的是在满足系统整体扰动最小的前提下将新请求尽可能地插入到目前的路径中。根据响应需求的园区巴士调度问题的研究，本文将问题抽象成如图2.1所示的网络图，图中所有的圆点表示按照静态路径运行时的所有站点集，巴士按照事先规定的路径遍历每个站点;黄色的站点和红色的站点表示改进后的响应需求的巴士调度系统，其中在巴士出发前获知黄色站点处有乘客请求，因此生成一条能够包括所有黄色站点的最短的路径，当巴士在运行途中，红色的站点出现了动态乘客请求，因此系统将在满足静态乘客要求的前提下将其插入原始路径中，生成新的路径。

识别过程,事件,乘客

站点5的延迟时间为2，站点9的延迟时间也为2。这样站点5仍在其时间窗范围内，但是超出来站点9的时间窗范围，对站点9造成了扰动。通过以上的分析，干扰事件的识别过程如图2.4所示: lllJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ LLLLLLLLLii<Biiiiii干扰事件件EEEEEEEEEEEi一 >Bs!!! lll<nnnnnnnnnnnnnnn图2.4干扰事件识别过程判断 Fig.2.4ProeessofdisruPtionreeognition2.4扰动度量方法研究第一章中提到，本文试图从干扰管理的角度解决路径可变的园区巴士调度问题，而要用干扰管理思路解决，关键之处在于对扰动进行表示及度量，只有在此基础之上才能进行动态路径的实时调度。干扰管理思想的核心是以原计划为基础快速生成对系统扰动最小的调整方案，而在干扰管理的不同应用领域，对系统扰动最小的评价标准都不相同。本文所研究的问题中，如果干扰事件发生，即出现动态乘客请求，将受到影响的客体分为乘客、司机以及管理者三方面。这三类客体所受到的扰动与其主观意识有很大关联，本研究中将其定量化，转化为与其相接近的客观度量值进行表示。其中，对司机的扰动转化为道路的偏离程度，对管理者的扰动转化为成本的变动，而对乘客的扰动则用乘客自身的等待时间和在坐车时间的变动进行度量。以下分别从这三个客体角度出发度量扰动。2.4.1乘客角度的扰动度量衡量对乘客是否造成扰动

【参考文献】