基于需求响应的实时定制公交系统研究

发布时间：2017-09-01 11:00

  本文关键词：基于需求响应的实时定制公交系统研究

  更多相关文章： 需求响应 定制公交 OVRPTW 多目标优化 遗传算法 NSGA-Ⅱ

【摘要】：改革开放推进了我国城市化水平的提高,城市规模也随之不断扩大。城市规模的增大和技术的进步共同推动了机动化水平的提高,从而导致更多的私人汽车使用。为缓解交通拥堵,空气污染,交通事故等困扰现代城市的“城市病”,我国将“优先发展公共交通”作为城市交通的一项基本政策。然而由于规划原因以及建设时序原因,我国大城市存在很多超大型的居民区或城市新区,在超大型居民区中,通勤时段的交通需求较高,公共交通供不应求,然而在非通勤时段公共交通又供过于求,车辆满载率较低,造车车辆空驶,宝贵的公共资源被浪费。城市新区和超大型居民区存在的共同问题是在某些时段或区域内客流密度较低且较为分散,对于按照固定线路行驶和根据固定时刻表发车的常规公交,车辆不能得到充分利用,资源被浪费。本文分析了国外的需求响应型公交,将国外需求响应型公交分为三类,在比较了三种需求响应型公交的特点后,根据我国大城市实际情况提出了一种基于需求响应的实时定制公交系统。实时定制公交是柔性公交的一种,车辆在行驶过程中除必经站点外,对于动态请求可决定是否响应。车辆可在行驶过程中改变车辆线路去响应动态请求。本文对实时定制公交系统进行了分析,阐述了不同定制模式,介绍了组成该系统的关键要素,设计了实时定制公交的定制流程本文按照由简单到复杂的原则对系统进行建模,分别建立了单车服务模型和双车服务模型,每个模型又以发车为界分为发车前和发车后两个阶段,对两个阶段分别建立开放路径的OVRPTW模型和多目标优化模型。在对模型特点进行分析之后,本文提出了模型的求解方法,对于第一阶段的OVRPTW模型利用传统遗传算法进行求解,并根据本文模型的具体特点设计了种群编码方式,交叉算子,变异算子,选择算子等遗传算法关键要素。根据第二阶段实时定制以及多目标优化模型的特点提出了基于序贯决策的NSGA-II算法求解办法,将前一阶段最优解或Pareto前沿解做为下一阶段模型的初始解,继续求解,直到车辆到达终点。本文根据我国大城市存在的客流密度较低区域或时段的特点,提出了基于需求响应的实时定制公交系统,能够在为乘客提供较高水平的公共交通服务的同时充分利用车辆运力,真正做到科技交通,绿色交通。可以做为常规公交的辅助在相应区域得到推广。
【关键词】：需求响应 定制公交 OVRPTW 多目标优化 遗传算法 NSGA-Ⅱ
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.17
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-23
• 1.1. 研究背景12-13
• 1.2. 研究目的与意义13-14
• 1.3. 国内外发展现状与研究综述14-21
• 1.3.1. 先进的公交管理办法14-16
• 1.3.2. 需求响应型公交16-18
• 1.3.3. 柔性公交调度问题18-20
• 1.3.4. 柔性公交调度问题求解20-21
• 1.4. 研究内容21-22
• 1.5. 技术路线22-23
• 2 实时定制公交系统分析23-36
• 2.1. 问题描述23
• 2.2. 定制公交分类23-26
• 2.2.1. 点对点定制24
• 2.2.2. 单区域对单区域定制24-25
• 2.2.3. 多区域对单区域定制25-26
• 2.2.4. 单区域对点定制26
• 2.3. 实时定制公交系统关键要素分析26-34
• 2.3.1. 响应模式28-29
• 2.3.2. 松弛时间29
• 2.3.3. 响应范围29-32
• 2.3.4. 发车条件32-33
• 2.3.5. 策略更新条件33-34
• 2.4. 实时定制公交定制流程34
• 2.5. 本章小结34-36
• 3 实时定制公交调度模型36-45
• 3.1. 变量及假定条件36-39
• 3.1.1. 问题简化及假设36-37
• 3.1.2. 模型涉及变量分析37-39
• 3.2. 实时定制公交调度模型建立39-44
• 3.2.1. 建模思路40-41
• 3.2.2. 单车服务模型41-42
• 3.2.3. 双车服务模型42-44
• 3.3. 本章小结44-45
• 4 求解定制公交模型45-70
• 4.1. 模型分析及求解思路45-47
• 4.2. 算法设计47-53
• 4.2.1. 遗传算法设计47-51
• 4.2.2. NSGA-Ⅱ算法设计51-53
• 4.3. 求解步骤53-55
• 4.3.1. 单车服务模型求解步骤53
• 4.3.2. 双车服务模型求解步骤53-54
• 4.3.3. 实时定制问题求解步骤54-55
• 4.4. 算例分析55-69
• 4.4.1. 算例说明55-56
• 4.4.2. 单车服务模型56-60
• 4.4.3. 双车服务模型60-69
• 4.5. 本章小结69-70
• 5 实例分析70-79
• 5.1. 天通苑社区简介70-71
• 5.2. 第一阶段71-74
• 5.2.1. 前车72-73
• 5.2.2. 后车73-74
• 5.3. 第二阶段74-78
• 5.3.1. 前车74-75
• 5.3.2. 后车75-78
• 5.4. 本章小结78-79
• 6 总结与展望79-81
• 6.1. 研究总结79
• 6.2. 研究展望79-81
• 参考文献81-85
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果85-87
• 学位论文数据集87

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