基于MAST的智慧公交优化调度研究

对客运需求较小且时空分布不均衡的城郊和乡村开设公交线路所面临问题分析的基础上,设计了一个利用移动互联网技术的城郊乡村智慧公交调度系统.简述了包括乘客信息交互模块、数据库、预测模块、调度决策支持模块等组成的系统结构及原理.在此基础上,分别建立发车计划模型和实时调度在线调整模型,采用遗传算法优化求解.最后,基于调度系统的历史信息及预约信息的实验结果表明,本运营方式能够提升服务水平,增加公交企业效益,且随预约乘客比例增加,该方式的优势愈加明显.

基于排队论的西安国际港务区公交优化研究

通过对西安国际港务区人流量和公交现状的分析,运用确定性排队论的方法,建立乘客流量和站台数量的合理化数学模型。运用模型分析该地区的公交状况,得出在一定显著性水平下的优化结果,最后,采用敏感性分析的方法,探讨不确定性因素对公交优化产生的影响,为优化资源配置提供一种较有效的管理决策手段。

基于混合整数非线性规划的接驳公交优化模型

接驳公交线路设计与运营方案优化是轨道交通与地面公交协同发展的研究课题之一,本文分析其在模型构建、规划方法及模型算法等研究方面的不足。以问题为导向,构建基于混合整数非线性规划的接驳公交协同优化模型,通过对模型重构进行求解。并通过实例分析验证模型和算法的有效性。结果发现:第一,以往研究中将线路设计与运营方案协同优化模型较少,本文统筹考虑接驳公交线路设计和发车频率优化构建模型;第二,以往研究中大多考虑多条接驳公交线路与1个轨道站点连接的单一目的地模式,本文通过增加“多对多”约束条件,使模型更加符合现实需求分配;第三,针对混合整数非线性模型求解困难的问题,本文通过模型重构,降低了计算复杂度;第四,研究实例基于2个轨道站点和17个接驳公交需求点,得到2条接驳线路和相应发车频率,并通过与相同拓扑路网下应用深度优先搜索算法(DFS)求解结果进行对比分析,验证了本文所建协同优化模型的可行性和有效性。

考虑场景差异性的混合车型公交调度优化方法

纯电动公交因其低碳和节能环保的特性,已成为车辆电动化转型的必然选择,但纯电动公交车在实际运营中仍面临低温条件下性能下降和电池老化导致续航里程降低等挑战。考虑在运营中混合使用燃油车和电动车,以弥补纯电动公交车在特定场景下的性能下降,提升公交运营效率和服务质量。本文考虑公交动态运行特征建立公交时刻表分段优化模型,以优化后的车次为输入,构建混合车型运营条件下的公交行车计划编制优化模型,并设计改进的遗传算法实现模型求解。最后,以北京市公交线路为例,选取单线路运营、异地充电及区域集中调度等不同典型运营场景开展案例研究,验证优化模型在差异化运营场景条件下的适用性和优化效果。结果表明,对比本地充电场景,异地充电场景下的运营成本增加5.15%,运营车辆数量增加5.88%;在多线路联合编制行车计划的区域集中调度场景下,运营成本较单线路运营场景降低4.68%;在给定的车型比例阈值下,使用混合车型运营效果优于使用单一车型运营,有效降低运营成本和碳排放。本文研究为公共交通企业结合不同运营场景,制定科学灵活的电动公交运营调度方案提供了重要支撑。

基于栅格法的公交线路优化建模与强化学习

公交线路的布线和优化工作一直是城市规划建设中极为重要的一部分,目前在上海市,这一工作下沉到区级建设和交通委员会实施,但该项工作的落实不仅耗费人力,还往往缺乏科学性,不能满足居民出行需求。针对这一现实问题,将公交线路解构成站点选址和线路生成两部分。首先,通过栅格法对区域地图和各类数据进行量化建模,使用MATLAB对各类影响公交站点分布的数据进行处理后生成最优公交站点分布;然后,使用Python通过遗传算法生成一组最优化公交路线,并使用强化学习优化算法运行速度,实现了区域内部的公交线路科学性布线优化工作,提高了相关工作的效率。

城市公交系统优化设计

公交调度是公交企业运营的核心内容,提高城市公交的运营调度水平是改善城市公交服务质量、提高公交吸引力的重要途径。从调整发车间隔的角度出发,兼顾公交公司和乘客双方利益,建立以乘客和公交企业运营费用最小为目标的单目标优化模型,并以西安市5路公交线路的调查数据对模型进行求解和验证,实验表明该模型可行。

基于碳排惩罚的双城系统公交线网协同优化

为进一步促进跨城公交建设,推动区域一体化发展,提出一种基于碳排惩罚的双城系统公交线网协同优化模型.首先,针对都市圈中的双城系统提出基于碳排放的公共交通协同发展合作机制,并引入“碳排惩罚”作为小城市运营跨城公交至大城市所需向大城市支付的成本.其次,设计两种跨城公交布局方案,采用简约连续方法,测算跨城公交运营方案下的乘客用户成本、公交运营成本和碳排总量.然后,以双城公交系统内用户成本与运营成本之和,即系统总成本最低为目标,构建弹性需求下公交线网组织设计的双层规划模型,探究跨城公交与两个城市市内公交的协同优化问题,因模型决策变量少,故直接采用遗传算法求解.最后,以西安—咸阳双城系统为例进行实证分析,以期为公交线网协同布局提供决策依据.研究结果表明:建设跨城公交有助于推动小城市的市内公交服务水平提升,降低小城市的交通碳排放;两种跨城公交布局方案的差异主要体现在小城市的公交服务水平和运营成本上;建设跨城公交能否降低系统总碳排放主要取决于双城系统的出行需求水平、城市间距离和跨城出行比例.

大数据背景下公交客流分布及公交线网优化研究——以嘉兴市为例

大数据技术可为公交客流分析提供新手段和新路径,运用大数据可以实现更加全面准确的客流监测与预测,为辅助公交线路设计与运营管理提供科学依据。文中结合公交刷卡数据、智慧公交等相关信息,利用大数据技术分析浙江嘉兴市公交客流的时间分布和空间分布特征及公交线网需求,据此提出公交线网优化建议。

基于粒子群算法的城市接驳公交网络优化调度方法

为提高公共交通分担能力和解决轨道交通与交通出行起讫点之间的公共交通接驳优化调度问题,提出了轨道与公交的接驳公交网络优化模型.模型主要考虑不同接驳站点在不同时间对轨道交通和交通出行起讫点之间的接驳需求建立多目标模型.分析选用粒子群算法对所建立的多目标优化模型进行分析求解,比较了在轨道接驳需求下多种车队规模的调度线路、时刻安排状况,得到轨道线路邻近区域内接驳网络的优化调度,当车队规模在定值时即可满足接驳轨道交通的换乘需求,优化调度使得平均满载率显著下降,另外,验证了接驳公交网络基于粒子群算法的优化调度可有效降低营运消耗.

基于老年人出行需求及满意度的公交系统优化研究——以苏州市为例

随着人口老龄化加剧,老年人对公交的需求与其他群体有着较大差异,其出行特征对城市的公交规划与布局具有重要意义。苏州市老龄化程度较高,具有代表性。本研究以苏州市为例,以老年人的公交出行需求及满意度为研究对象,设计调查问卷,运用多元有序Logit模型进行满意度分析,总结出老年人出行的行为特征,以及多样的公交出行、线路和设施需求等,得出影响老年人日常出行满意度评价的因素包括出行信息服务、公交线路走向、公交发车到站准点率、乘车舒适度等。从宏观政策层面坚持公交友好及老龄友好,从中观层面优化公交线网站点设置,从微观层面结合满意度评价,提出适老化的公共交通优化策略。

基于直达客流密度最大的公交线网优化

针对实用有效的公交线网优化模型很少的现状,提出了以直达客流密度最大为目标的公交线网优化模型.该模型以换乘次数最少、单位长度运送的客流量最大为优化目标,有效地避免了传统模型仅局限在最短路径上布设线路以及布设的线路偏长等缺点,提高了公交线网的优化质量,使线路与客流走向更加一致.通过实例证明了理论分析和试验结果的有效性.

并行蚁群算法在公交线网优化中应用

针对实用有效的公交线网优化模型很少的现状,提出了一个以直达客流密度最大为目标的公交线网优化模型.该模型以换乘次数最少、单位长度运送客流量最大为优化目标,线路长度、非直线系数等作为约束条件.为求解该模型,并综合考虑优化质量和通信开销,采用了基于粗粒度模型的并行蚁群算法.数值实验验证了模型及算法的合理有效.

考虑轨道交通作用效应的城市公交线网优化方法

在分析轨道交通对常规公交客流的诱增、分流和互补等三种作用效应的基础上,采用定性与定量组合优化方法从公交整体线网结构调整和公交接运线路优化两方面进行常规公交线网的优化分析。在整体线网结构调整中,依据线网的功能层次、功能结构、整体规模与公交线路长度等特性,分别进行取消、缩短、调整线路走向等优化;接运线路优化则以接运效率为优化目标、构建目标优化模型进行优化。以Z市为例,对轨道作用效应下的Z市常规公交线网进行优化,优化后,取消线路1条,缩短线路1条,保持现状4条,调整16条线路走向,新设接运线路9条,公交性能指标大幅提升,优化结果表明组合优化方法能较好地实现公交线网优化目标。

公交线路网优化的双层模型及其解法

提出了一种优化公交网络的双层模型,其中上层模型是以直达客流密度最大为目标,基于公交站点客流分布数据优化公交网络。考虑到随着网络的变化公交乘客的出行行为会发生相应变化,为此,下层模型在优化的网络上重新进行公交客流分配,其分配的结果(新的客流矩阵)又会影响公交网络的设计。然后,采用了改进的蚁群算法和标号法对该双层模型进行了求解。最后,利用大连市主城区的数据对该方法进行了检验。

城市公交线网优化的线性模型

为了对现有公交线网进行优化,有效利用现有交通资源,解决城市交通问题,运用系统科学的思想,通过对城市公交线网优化的主要内容、优化原则、优化目标以及约束条件的分析,兼顾考虑乘客出行时间、公交线网密度和公交企业的利益以及公交线网的布局对整个城市的交通系统的影响,提出了优化目标的函数表达式及相应约束条件的数学表达式,建立了公交线网优化的线性模型,并给出了运用逐步筛选法对所提出的数学模型进行求解的方法。

基于BRT吸引圈层的公交线网优化重构方法——以常州市为例

现阶段公交网络布局及优化研究,大多偏重单条线路调整而缺乏对线网整体协调性的考虑,或理论性过强而可操作性不足.针对此类问题,依托常州市公交线网优化方案研究,提出了"网络节点重构,线路优化配合"的公交线网优化重构方法.在对BRT吸引圈层内的公交线路进行优化必要性判断的基础上,根据常规公交线路与BRT线路的位置关系及功能定位对常规公交线路进行分类,通过优化方法选择集提取线路优化方案.提出了关键节点的概念,搜索节点期望线重构网络,判断筛选方案,生成线路优化方案选择集.最后,根据总体优化目标函数进行方案比选,求解最优解,得到最终优化方案.经过常州市新建BRT二号线检验,优化效果明显,证明了该方法的可行性和有效性.

弹性需求下城市公交网络服务的优化

对具有弹性需求的城市公交网络系统进行了票价结构与发车频率组合的优化。考虑到公交定价和发车频率会影响乘客需求以及乘客对路径的选择行为,将这一问题描述为一个双层规划问题,上层是寻求社会福利最大的优化问题;下层考虑了乘客的出行选择行为,为弹性需求下乘客在城市公交网络上流量分布的随机用户平衡分配模型。鉴于双层规划问题的非凸性,运用模拟退火算法对模型进行求解,并给出一个仿真算例说明提出的模型和算法的合理性。

基于边介数的大城市公交网络优化模型

为解决大城市公交网络优化设计问题,提出一种考虑交通拥堵的网络优化模型.首先分析最短路策略在大城市应用的弊端和造成交通拥堵的原因,在研究复杂网络理论的基础上,基于边介数提出绕行策略.通过扩展边介数,定义有效边介数和有效路径,提出基于边介数的大城市公交网络优化模型,并设计了实现算法.以长春市路网为例,求解β.结果表明,随着β的变化,平均出行距离先减小后增大,在β=0时最短;平均出行速度先基本稳定后急剧增大.β=0.1时,居民平均出行时间最短,网络效率最高,这时优化模型可快速减少由于交通拥挤造成的网络效率损失。

基于时间距离轨迹的公交站点布设优化

在干线协调控制背景下,公交车辆因进站停靠无法实现绿波协调控制,公交站的位置对公交运行有较大的影响,干线协调控制与公交运行之间存在较大的不协调。拟通过调整公交站的位置,在一定程度上缓解二者之间的不协调。以时间距离图及绿波带为基础,绘制公交车流在路段上的行驶轨迹分布范围,分析了路段上无公交站、设有一个公交站和路段上成对布设公交站的公交车流行驶轨迹分布情况;考虑公交站和交叉口的组合,分析了公交站间交叉口群的公交车流行驶轨迹分布,以及成对布设与交叉口群的组合方案,得到二者交错衔接的理想布设方案。针对新建道路工程,提出基于理想布设方案的整体优化方法;针对改建道路工程,提出公交站位置局部微调优化方法。以武汉市雄楚大道为背景构建仿真模型,在现状方案的基础上建立优化方案和理想方案,运行多次仿真试验;统计公交车流的延误指标,优化方案的公交延误比现状方案降低了3.8%,优化效果不明显,但是理想方案的公交延误比现状方案降低了22%,具有很好的优化效果。仿真结果表明该方法具有一定的理论意义和实用价值,不足之处在于理想布设方案受道路条件约束,具有一定的局限性。

基于出租车运营GPS数据的城市公交线路优化方法研究

城市公交线路优化是在现有城市公交资源的条件下通过修改公交路径、公交站点位置、公交发车频率等可控条件,以提高公交运行效率,提升公交吸引力出行分担率的主要方法。目前公交线路优化方法一般存在耗时长、工作量大、理论性强而实际应用困难等问题。随着GPS、移动互联网等技术的成熟及应用设备成本的下降,越来越多的城市运营出租车都安装了GPS监控设备。由于出租汽车与公交车在运送目的、运行道路等方面的高度关联性,出租车运营数据可以侧面反映出居民出行需求及公交服务水平,可以通过出租车运营GPS数据设计一种城市公交线路优化方法。这种公交线路优化方法获取的参数数据具有时效性强,准确反映出近期(甚至即时)的城市交通运行状况和局面交通需求状况;效果可视性好,由GIS地图反映出的出租车位置点、起讫点、公交车站点布设、途径路径等数据直观可靠。同时,具有调查成本低,获取数据范围广,数据量大,方便快捷等特点,利用这种方法为未来建立实用性强的公交线路优化方法,为建立公交线路优化指标体系提出新的思路。