基于并行计算的公交车调度优化研究

发布时间：2017-05-26 23:08

  本文关键词：基于并行计算的公交车调度优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,各大中型城市的公共交通管理工作的重点是公交调度问题,随着城乡建设进程的飞速发展,城市规模也在不断扩大,传统运营模式不再适用于现在的公交实情,这就要求城市的公共交通工具能够更快捷。为了满足人们的需求,公交企业必须对公交调度方法进行优化设计。公交调度的核心是采用科学的调度算法,制定出合理的发车计划。 在制定调度计划之前,需要采集实时客流信息和车辆信息作为调度依据,GPS/GIS系统、无线通信技术和无线射频技术为信息采集提供了技术支持。将各技术模块集成到公交车辆的车载终端中,车载终端通过定位系统和乘客IC卡统计装置分别获取车辆信息和乘客信息,再将这些实时信息经过无线通信网络发送到调度指挥中心。调度指挥中心获取实时信息后,对这些信息进行分析,整理出用于公交调度的可靠数据。 人工智能算法在解决路径优化、工作调度方面具有较高的效率,因此,研究选择合适的人工智能算法,使用其解决公交车调度优化问题具有现实依据和理论可行性。 本文采用蚁群算法作为公交调度算法,以公交公司企业成本和乘客乘车候车的时间代价为约束条件,将公交调度模型转换为数学模型,设计出用于调度算法的目标函数。通过对不同时间段的发车间隔进行组合优化,最终得到最小目标函数值。 本文使用并行计算与蚁群算法相结合的方法进行调度。蚁群算法本身具有并行性,而且并行计算的优势在于用空间换取时间,利用多进程的并行处理,最终提高运算效率。并行蚁群算法的使用克服了单独使用蚁群算法运算效率低、精确度不高的缺陷。通过大量实验数据的对比,确定了并行蚁群算法程序适用于公交调度问题的最佳并行度。 论文还对使用并行蚁群算法进行公交调度的不足之处进行分析,并提出了未来工作的方向和重心,改进后的并行蚁群算法在公交调度方面会拥有更广阔的前景。
【关键词】：公交调度 并行计算 人工智能 蚁群算法
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP301.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 插图清单12-13
• 1 绪论13-20
• 1.1 课题的研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 国外公交调度研究概况15-16
• 1.2.2 国内公交调度研究概况16-17
• 1.3 论文的主要工作及组织结构17-20
• 1.3.1 本文主要研究内容17
• 1.3.2 思路与理念创新17-19
• 1.3.3 本文的组织结构19-20
• 2 公交调度系统相关基础知识20-32
• 2.1 公交调度基本知识20-28
• 2.1.1 客流数据20-21
• 2.1.2 行车时刻表的编制依据21-25
• 2.1.3 公交调度智能化25-27
• 2.1.4 智能公交调度的内容27-28
• 2.2 智能公交调度的应用技术28-29
• 2.3 调度方法29-32
• 2.3.1 静态公交调度29-30
• 2.3.2 动态公交调度30-32
• 3 公交调度算法32-47
• 3.1 构建数学模型32-35
• 3.1.1 数学模型假设32-33
• 3.1.2 建立数学模型33-34
• 3.1.3 目标函数34-35
• 3.2 蚁群算法相关知识35-40
• 3.2.1 蚁群算法基础知识35-36
• 3.2.2 蚁群系统36-38
• 3.2.3 蚁群算法的改进38-40
• 3.3 蚁群算法求解公交调度40-42
• 3.3.1 算法的实现过程40-41
• 3.3.2 算法进行公交调度41-42
• 3.4 并行蚁群算法设计42-47
• 3.4.1 蚁群算法的并行策略42-44
• 3.4.2 算法设计思想44
• 3.4.3 并行蚁群算法描述44-47
• 4 调度算法的实现47-59
• 4.1 蚁群算法参数的组合优化47-53
• 4.1.1 目标函数参数配置47
• 4.1.2 蚁群算法中各参数的选择47-53
• 4.2 并行蚁群算法性能分析53-59
• 4.2.1 搭建实验环境53-56
• 4.2.2 实验数据与分析56-59
• 5 结论与展望59-62
• 5.1 本文总结59-60
• 5.2 下一步的工作方向60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 作者简介及读研期间主要科研成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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2 盖凌云,陈健,汪飞;公交车调度的数学模型[J];哈尔滨理工大学学报;2002年04期

3 于滨;杨忠振;程春田;左志;;公交线路发车频率优化的双层规划模型及其解法[J];吉林大学学报(工学版);2006年05期

4 牛学勤,陈茜,王炜;城市公交线路调度发车频率优化模型[J];交通运输工程学报;2003年04期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙传姣;快速公交调度优化研究[D];长安大学;2008年

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本文编号：398320