旅行时间不确定的灵活线路公交调度优化

乘客出行过程中,站点等待时间和车厢内拥挤程度会影响乘客满意度。传统的公交服务使用固定的路线和时刻表,无法动态响应乘客的实时请求。灵活线路公交在访问某些固定站点(检查点)的前提下,根据乘客提出的辅助运输请求,灵活制定公交运行路线,具有兼顾动态响应乘客出行需求和维持路线稳定性的特点。在制定灵活线路公交运行计划时,考虑公交运行过程中可能发生的时间扰动,可以提高计划的鲁棒性。本文考虑灵活线路公交运行过程中旅行时间的不确定性,以提升乘客乘车体验为出发点,建立鲁棒性较强的灵活线路公交车辆调度模型,尽可能减小站点的延迟成本和降低行程中的拥挤水平。本文使用旅行时间的平均绝对偏差作为不确定性的描述性统计量,构建了一个分布式鲁棒优化模型,通过对偶变换,将模型进一步转化为一个混合整数规划模型。数值实验的结果表明,提出的模型可以很好地降低站点延误水平和车内拥挤程度,提高乘客的乘车体验。模型提供更具鲁棒性的灵活线路公交运行方案能够提高灵活线路公交的服务水平,为运营和管理提供决策依据。

MaaS背景下面向枢纽接驳的灵活型公交调度优化

作为常规公交的重要补充,灵活型公交能够面向特定群体提供需求响应式的服务,在国外已投入使用并取得良好成效。而针对国内不同的交通情况,能否将其应用于综合枢纽乘客的接驳并缓解枢纽日益凸显的集散客流压力,是城市公共交通领域值得研究的课题。为此,本文建立了面向综合枢纽接驳的灵活型公交调度优化方法。结合MaaS系统的数据共享、灵活响应等特点,构造了基于MaaS的灵活型接驳公交调度服务流程。考虑到乘客的准时性需求和公交运营企业的成本需求,综合考虑乘客满意度和企业成本,结合时间窗、车辆容量、站点服务等约束,建立了面向综合枢纽接驳公交的多目标优化模型,通过统一求解方向、归一化和赋权,将多目标模型转化为单目标模型。基于编码、解码、最大堆等思想设计差分进化算法求解,并以南京南站铁路枢纽片区为案例对模型进行验证。本文以2021年5月份南京南站周边片区部分公交线路刷卡数据为依托,分析枢纽乘客出行需求的空间分布特征,预设需求站点和乘车需求。运行编制的模型算法进行迭代优化,最终生成的方案适应度为0.9212,乘客平均满意度为89.77%,算法在迭代50次以内即达到收敛,验证了模型和算法的可行性与有效性。灵敏度分析表明当乘客需求规模发生变化时,模型和算法依旧具有较好的适用性。

复杂路网下灵活接驳公交路径优化研究

为解决现实路网中存在单行路,以及双向隔离的情况下灵活公交车辆路径优化问题,本文创新提出一种新型的公交车运营服务模式,允许公交车临时偏移基准线路服务乘客需求站点,途径特殊路段可同时服务道路两侧的乘客需求.同时提出一种以最小化公交车运营时间为目标的路径优化模型,在当多辆公交车运营在目标服务区域内时,模型可以用于寻找最短路径以便最近的车辆来服务乘客需求.其次,就模型的求解给出了一种三阶段求解算法,将待求解问题转化为旅行商问题,有效提升了求解速度.最后,利用案例分析验证了模型和算法的有效性,能在合理的时间范围内求解出运营车辆路径.

路网不发达地区混合式灵活型公交路径优化研究

为解决路网不发达地区出行难问题,提出一种多车型多线路混合运行的灵活公交服务模式,以最小化总行程时间和乘客等待时间为目标,建立混合式灵活公交路径优化模型。首先,利用一种基于引力搜索算法的K均值聚类规划大车临时停靠站点;然后,分阶段求解最优路径,第一阶段采用粒子群遗传混合算法求解大车最优路径,第二阶段采用基于引力模型的粒子群遗传混合算法分阶段求解与大车协同运行的小车最优路径。最后,实例结果表明,混合式灵活公交系统和单一模式灵活公交相比,总线路行程时间减少25.03%,乘客等待时间减少7.39%,车辆数减少5辆。

灵活型公交服务系统及其研究进展综述

作为一种新型的公共交通服务方式,灵活型公交服务系统能够进一步提升城市公共交通系统服务品质,并将成为一体化城市综合公共交通体系的重要组成部分。对灵活型公交服务的产生及40多年的发展历程进行回顾,总结该系统的分类、运营模式以及主要研究进展,并深入剖析国外已有的相关理论与方法应用于中国城市公共交通规划和运营实践的局限性。研究表明,灵活型公交服务系统的关键理论研究聚焦于边界条件决策、关键运营参数设置以及线路优化与协调三个方面。而如何结合中国城市居民出行特性及公共交通规划与运营实践,将国外已有研究成果创新性地应用于中国现实环境,是未来研究中需要密切关注的问题。

响应动态需求的灵活型公交路径优化调度模型

为解决灵活公交乘客需求差异性大、实时变化性大的问题,提出一种考虑乘客动态需求的灵活公交路径优化调度模型.在已知乘客预约需求量、车辆载客容量、车队规模等条件下,根据乘客需求动态变化特征对接驳行程时间进行实时迭代更新,将车辆的运营成本(车辆行驶时间)和乘客的时间成本(乘客上车前等待车辆的时间、实际到达时间与期望到达时间之间的差值)最小化作为目标,构建了考虑乘客动态需求的灵活型公交路径优化调度模型,并采用基于引力模型的启发式算法进行求解.最后,通过实例分析验证了模型和算法的可行性.结果表明:对随机产生的15个需求点的102个出行需求,全部服务完成所需车辆为17~21辆,平均每辆车的旅行时间为24.59 min,100组数据的求解时间均在25.00 s以内,计算耗时平均为12.04 s.可见该优化模型能够在实时调整接驳规划时间的前提下,更大程度满足乘客动态需求,有效减小规划路径的误差,缩短行车距离和乘客出行时间,相比忽略接驳行程时间变化的灵活公交调度模型结果更优.

含特殊需求的灵活接驳公交服务区域与路径选择

针对国内特有的"小区型"住宅开发特点以及不规则路网等情况,在给定乘客需求以及车队规模的条件下,基于网络模型建立了一个同时求解最优服务区域和车辆服务路径的双层混合整数线性规划模型.该模型的上层目标是最大化服务的乘客数量,同时下层目标是最小化运营者的运营成本.同时就模型的求解给出了一种启发式算法以期在合理的时间内求解出可接受的方案.最后通过案例分析验证了模型和算法的有效性.研究结果表明:启发式算法得到的近似最优解与最优解的差值最大在15%左右,同时单位乘客运营成本的差值在10%以内.

面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型

在已知乘客需求量、车辆载客容量和站点间行程时间的条件下,将车辆的运行时间和乘客出行时间最小化作为目标,构建面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型.该模型采用引力模型进行车辆路径初始化,采用启发式算法对车辆路径进行最优化求解.根据仿真案例结果发现,在乘客需求分布存在较大差异和不确定性时,模型仍能满足所有乘客需求,且车辆总行程耗时较为稳定,系统进行路径优化计算耗时较小,验证了模型及算法的实用性.研究结果表明,面向多目标站的灵活型公交路径优化调度模型能够最大程度满足乘客需求,并在企业成本、乘客时间成本与需求响应方面达到最大平衡,在实际交通中具有重要意义.

灵活式公交运营规划研究综述

灵活式公交作为一种新型混合公交系统,融合了常规公交系统的低成本效益以及需求响应式公交系统的高度灵活性,在城市新区及市郊等低出行需求密度区域有着很强的适用性。对灵活式公交分类进行了介绍,并分析了不同类型的灵活式运行机制上的共同点以及在灵活性上的差异。根据规划阶段的不同,将灵活式公交的发展划分为战略规划、战术规划以及运营规划3个等级,详述了各层级的规划内容。深入总结了国内外灵活式公交的主要研究现状,详述了国外的运营实践经验以及各规划阶段的主要研究内容和方法。并对当前灵活式公交运营规划所面临的挑战进行了分析,提出了适应我国的灵活式公交构想。

灵活型接驳公交路径优化及协同调度模型

在已知乘客需求和车队规模的条件下,以综合考虑出行者(包括最小化乘客等待接驳公交车时间、最小化乘客实际乘坐与期望乘坐主线公交的时间差值)和运营者(最小化车辆运营时间)双方利益为优化目标,建立了灵活型接驳公交路径优化和协同调度的同步优化模型。由于该模型目标函数为非线性,本文为求解方便将其进一步转化为混合整数规划模型,并采用基于重力模型的一种启发式算法对模型进行求解,最后通过实例验证了该调度模型的可靠性和实用性。

基于混合车型的灵活型接驳公交路径协同优化研究

为解决居民出行往返于居住地与换乘站间"最后一公里"的难题,研究了灵活型接驳公交路径规划问题。为保证接驳公交服务质量,构造乘客满意度函数将其量化。考虑混合车型联合调度对接驳车辆路径优化的影响,在给定预约需求和车队规模的前提下,以企业运营成本最小和平均乘客满意度最大为优化目标,建立基于混合车型的灵活型接驳公交路径协同优化模型,同时运用遗传算法求解模型。结果表明,采用多车型调度的算例最优适应度值优于使用单一车型的算例,说明该模型在路径优化方面具有可行性。

灵活型公交偏离宽度对成本的影响

灵活型公交是一种新型公共交通服务方式,有利于城市交通的可持续发展.偏离宽度作为灵活性公交运营的重要参数,对成本有至关重要的影响.为研究偏离宽度对成本的影响,构建了灵活型公交具体的运营模式,并在企业成本、票价成本、出行时间成本分析的基础上,探讨了偏离宽度对成本的影响.结合案例分析,得出不同的偏离宽度取值下成本的变化趋势,可为灵活型公交运营尤其是偏离宽度的确定提供一定的参考.

考虑乘客起讫点选择的可变线路公交服务设计优化

可变线路公交可以在一定距离内偏离固定线路接送乘客,具有提高公共交通服务可达性的优势。然而,公交车过多访问非站点处的乘客,会增加车辆的行驶距离与时间,导致车内和站点等候乘客时间延误。因此,本文提出以浮动票价来调控乘客的接送需求,优化可变线路公交的固定站点个数、发车间隔和基础票价以实现单位时间内的社会福利(运营商利润和消费者剩余之和)最大化。首先,本文利用连续近似法分别在无财政限制(允许盈利赤字)和有财政限制(在财政补贴下确保运营不亏损)的情况下构建了最优化模型;其次,通过BONMIN求解器,求出无财政限制的模型的最优固定站点个数、发车间隔和基础票价;最后,通过对潜在出行需求、服务区域的矩形长宽比、票价调整系数及车容量等进行灵敏度分析,验证了模型的有效性。结果表明,单位时间财政补贴存在两个阈值。实例分析表明,对洛杉矶MTA646路夜间公交分别实行统一票价和差异化票价时,潜在出行需求存在一个阈值。当潜在出行需求超过120人/h时,票价调整系数为1时对单位时间社会福利的优化度比票价调整系数为0.2、0.4、0.6和0.8时更高,约为1%。本研究为可变线路公交系统的服务设计与财政补贴计算提供了重要参考依据。

灵活型定制公交系统综合评价方法研究

灵活型定制公交系统作为新型辅助式公交客运模式,其评价指标体系和综合评价方法的研究是对该系统进行全面认识、有效评估、科学改进的重要前提。在对灵活型定制公交系统内涵及评价指标研究现状进行综述的基础上,从乘客感知、公交运营、政府管理3个层面构建了系统综合评价指标体系,并给出了每一指标值的获取方法和建议取值。随后根据系统固有特点,结合各种评价方法优缺点,构建了基于层次分析法的灰色关联度综合评价模型。最后对济南市131路模拟灵活型定制公交线路进行了综合评价。结果表明:该灵活型定制公交线路运营合理,处于二级良好水平。

灵活式公共交通研究综述

灵活式公共交通是一种集“集约性”和“灵活性”于一身的新型公交系统,它既能够在一定程度上满足大宗需求出行,也能够满足个性化出行,实现居民的门到门服务智能交通技术的发展为灵活式公交的创新和实践创造了新的可能,所以近年来灵活式公交领域的研究与应用越来越多,且取得了较大的进展本文首先介绍了灵活式公交的基本概念和分类,对比了传统公交、定制公交和灵活式公交的特性和规划设计步骤,以及灵活式公交的发展演变,并从灵活式公交的运营模式选择和规划设计两个方面出发,详述国内外目前的主要研究现状,总结了灵活式公交规划设计运营的关键问题和研究方法,在此基础上,提出灵活式公交研究存在问题和展望.