考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度方法

发布时间：2019-07-25 15:02

【摘要】：柔性路径公交系统是一种在低密度客流区域为响应乘客需求提供点到点服务的公交运营工具,它有别于传统定点定线定站的固定路径公交模式。柔性路径公交系统属于特殊客运服务系统,如果在公交车调度过程中忽略乘客的等待心理和行为,单纯从运营效率的角度去调度公交车,其结果将违背服务系统“以人为本”的宗旨。柔性公交服务系统中最关键的要素是人及其行为,调度时需要充分考虑人的“有限理性”心理和行为特征。因此,从乘客等待行为的视角深入研究柔性路径公交车实时调度问题具有重要的现实意义和理论意义。然而,柔性路径车辆实时调度问题本身就是NP-hard问题,乘客等待过程中产生的“有限理性”心理和行为是一个复杂的过程,两者融合后使得模型的复杂性显著增大。本文针对该问题的难点和特征,通过引入运筹学、等待心理学、行为科学、智能算法等领域相关的理论与方法,深入研究乘客的等待行为,设计提高系统柔性的调度策略以及响应动态乘客请求的策略,构建考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度模型,并针对模型的复杂性设计相应的元启发式求解算法对模型求解。本文的主要研究工作如下： (1)柔性路径公交车实时调度问题及乘客等待行为的分析。分析柔性路径公交车实时调度的问题特征,考虑乘客等待行为之后对原调度问题的影响,从响应动态请求的策略与实时调度策略两方面为实时响应动态乘客请求提供调度原理,并分析乘客的等待行为。 (2)构建考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度模型。对建模涉及到的行为要素进行分析,主要包括乘客参照点的选取、关于“得”“失”的价值函数、群体等待行为、恐惧心理、社会不公平性等；将这些行为特征量化表达后,嵌入到传统的柔性路径公交车实时调度模型中,以最大化乘客满意度为优化目标,构建了考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度模型。 (3)考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度模型的求解方法。考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度模型属于多目标的动态优化问题,本研究首先将问题分阶段处理后转化为序贯决策问题,运用NSGA-Ⅱ算法求解每一个决策过程,即通过融合序贯决策方法和NSGA-Ⅱ算法求解此多目标优化问题。 (4)考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度模型的数值实验分析。针对第二章中提出的调度策略、响应需求策略,以及关于等待行为的各个参数,进行数值实验分析,分别验证了调度策略的有效性,以及等待行为中占主导地位的影响决策的行为特征。根据数值实验分析的结果,为柔性路径公交车运营企业提供管理上的决策建议。本文针对考虑乘客等待行为的柔性路径公交车实时调度这一复杂的优化决策问题,运用行为学、等待心理学、运筹学以及计算智能等理论方法,聚焦于行为科学与运作管理的交叉融合,在柔性路径公交车实时调度领域做了探索性研究。本项研究从乘客等待行为的视角为柔性路径公交车实时调度工作提供决策支持,对指导柔性路径公交车运营企业提高客户满意度具有重要的现实意义,对求解多目标动态优化问题也具有重要的理论意义。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U491.17;U492.22

【参考文献】