基于服务分区的灵活型公交路径优化方法研究

面对不断增长的乘客需求以及不断扩大的服务范围,需要利用更为高效的区域调度方法解决灵活型公交车辆的路径规划问题。文章针对大规模路网下灵活型公交系统的运营特性,考虑国内封闭式小区路网结构和乘客离散需求分布的特性,构建了基于服务分区的二阶段灵活型公交系统路径优化方法,协同规划服务子区之间及其内部车辆服务路径。同时,提出了强制式、半强制式、灵活式3种路径优化策略,用于校验不同策略下的模型目标值和求解效率。结果表明:服务子区的划分符合客流的时空集聚特征,能够兼顾路径规划的灵活度和乘客需求响应的效率,可应用于求解大规模路网下灵活型公交路径规划设计问题。

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。

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.

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.

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。

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。