面向换乘枢纽的公交车辆动态调度研究

发布时间：2017-04-15 13:24

  本文关键词：面向换乘枢纽的公交车辆动态调度研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：换乘枢纽站点对于公交网络中的作用类似于大动脉对于人之生命的作用,其良好的协调性直接影响公交系统服务水平的好与坏。只有高效、便捷、舒适的公交服务水平才有利于公交在交通出行方式所占比例的提高,使出行者将公交作为首选出行方式。如何在公交车辆到站时间已知的基础上,动态调度换乘站点涉及线路上的公交车辆,以达到其良好的衔接能力成为本文研究的重点。首先,分析了公交调度的不同形式,结合公交换乘枢纽站点公交调度的特点,给出了在换乘枢纽站点实施动态调度的必要性,介绍了公交调度的不同标准的分类。分析了公交线路之间的衔接方式不同导致不同的换乘方式,从而选择本文中换乘站点的乘客采用的换乘方式(同站台换乘)。其次,由于公交车辆易受到道路交通的突发状况影响,使公交调度问题变成一个非常复杂的问题。通过实时的公交调度策略可以将此类干扰对正在运行的公交车辆的影响降到最低,使公交车辆的运营可以恢复至原先的正常运营水平中。本文根据公交车辆实时运行信息直接决定了调度策略的有效性的特点,提出了基于动态贝叶斯的最小二乘支持向量机的公交到站时间预测模型,并利用增减样本的方法及时更新数据,使得输入的数据能够更好、更准确的反映当前的公交状况。对兰州公交15路的到站时间进行动态预测,得出的结果同传统的LS-SVM进行对比,分析显示,基于动态Bayes的LS-SVM到站时间预测方法可以得到精度相对较高的结果。最后,准确、快速、协调的完成换乘枢纽站点涉及线路时间的换乘工作,对提高换乘枢纽站点的功能和服务质量起着至关重要的作用,可以达到以最低的投入换来站点的运输效率最大的目的。本文中所建立的公交动态调度模型是在公交到站时间和离站时间已知基础(通过动态Bayes的LS-SVM预测分析获得)上建立起来的,以获得出行等待时间、换乘时间和公交运营成本总和最小的目的。并且对公交到站时间、始发站点公交发车的松弛时间、公交车的发车频率给出模型的约束,确保线路之间的协调调度,针对模型的特殊性,给出了基于NSGA-Ⅱ算法求解该模型的方法。最后给出了兰州存在换乘关系的5条线路的换乘枢纽站点的动态调度模型,结果分析显示,在实施动态调度后比按原时刻表运行线路费用上节省了16.9%。
【关键词】：调度策略 动态贝叶斯 最小二乘支持向量机 NSGA-Ⅱ算法
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.17
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究的背景和实践意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 公交调度问题11-14
• 1.2.2 到站时间预测14-16
• 1.3 研究的内容与技术路线16
• 1.3.1 研究的主要内容16
• 1.3.2 论文的技术路线16
• 1.4 本章小结16-18
• 2 公交车在换乘枢纽站的动态调度分析18-27
• 2.1 面向换乘枢纽的公交调度理论分析18-21
• 2.1.1 面向换乘枢纽的公交调度存在的问题18-19
• 2.1.2 公交车辆动态调度的必要性19-21
• 2.2 城市公交调度的分类21-24
• 2.2.1 公交调度措施种类21-22
• 2.2.2 公交车辆发车间隔种类22-24
• 2.3 换乘方式的分类24-26
• 2.3.1 发车间隔长度的种类24-25
• 2.3.2 换乘站点的站台位置的种类25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 公交车辆到站时间的预测分析27-42
• 3.1 公交车辆到站时间预测传统模型27-34
• 3.1.1 自回归滑动模型 (ARMA)28-29
• 3.1.2 卡尔曼滤波预测模型29-30
• 3.1.3 BP网络30-31
• 3.1.4 支持向量机预测模型31-34
• 3.2 基于动态贝叶斯的最小二乘支持向量机模型34-41
• 3.2.1 最小二乘向量机34-35
• 3.2.2 LS-SVM回归的算法35-37
• 3.2.3 贝叶斯推断理论37-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 面向换乘枢纽公交动态调度模型的建立42-51
• 4.1 基于换乘站点的公交车辆动态调度的基本方法42-43
• 4.2 面向换乘站点公交车辆的动态调度模型43-50
• 4.2.1 模型的描述43-44
• 4.2.2 模型的假设44-45
• 4.2.3 符号说明45-46
• 4.2.4 模型的建立46-47
• 4.2.5 模型的求解的算法47-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 实例分析51-61
• 5.1 公交到站时间预测实例分析51-55
• 5.1.1 兰州公交15路公交线路的基本信息51-53
• 5.1.2 兰州公交15路公交到站时间预测分析53-55
• 5.2 面向换乘枢纽的公交车辆动态调度模型实例分析55-60
• 5.2.1 实例的背景及其基本数据55-56
• 5.2.2 实例模型中的参数设定56-58
• 5.2.3 实例模型各线路到达、离开换乘站点的时间确定58-59
• 5.2.4 实例结果与结果分析59-60
• 5.3 本章小结60-61
• 结论61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录A 附录内容名称67-68
• 攻读学位期间的研究成果68

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本文编号：308517