多模式公共交通区域调度控制方法技术

本发明专利技术公开一种多模式公共交通区域调度控制方法，包括：公共交通调度控制的数据采集，利用通信线路将采集数据传输到公共交通调度控制系统并存入数据库中；对多模式公共交通进行分层与组合；由公共交通调度控制系统进行多模式多线路公共交通区域调度控制方案的制定：包括行车时刻表，车辆调度方案，驾驶员调度方案三部分；由公共交通调度控制系统将上述方案结果统一发布到车辆车载机、驾驶员手机以及站场调度控制终端微机上。本发明专利技术的系统克服现有人工调度的不足，组合了多种模式，实现乘客出行成本和企业成本的减少，更广层面上挖掘运力、人力的共享效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于公共交通控制
，特别是涉及一种多模式多线路组合的公共交通区域调度控制方法。
技术介绍
公共交通调度控制是公共交通运输组织的最核心内容，通过合理的运力、人力安排来满足乘客出行需求，同时实现资源优化配置。调度控制工作包括三方面的内容行车时刻表，车辆调度方案，驾驶员调度方案。好的行车时刻表不仅要满足客流需求，还要尽可能减少投入，车辆调度方案是以最少的车辆完成行车时刻表的任务要求，驾驶员调度方案是以最少的驾驶员完成车辆调度方案的任务要求。 目前，公共交通调度控制方法基本都是在单条线路的条件下进行的，对于单条线路的调度控制方法研究已日趋成熟。与此同时，基于多条线路的调度控制方法已取得一些进展以不同线路车辆同时到达相交车站的相遇次数最多为目标，或者以不同线路车辆到达相交车站的时间差总和最小为目标，分别提出了基于多条线路协调发车的行车时刻表制定方法；为了提高资源配置效率，以“逐条配班，优化成网”的思路，提出将车辆面向多条线路统一配置，车辆调度方案统一制定的，针对车辆调度方案的公共交通区域调度控制方法。然而，现有技术方法存在以下不足未能在调度控制工作三方面中同时实现基于多条线路的区域调度控制工作，还停留在某一方面或者某两方面当中开展研究；未能制定出全面提高调度效率的调度控制方案；未能将多种模式的公共交通纳入统一的模型方法中进行处理，由于乘客出行需要把多种交通模式即多种交通方式联系起来才能实现以最小出行成本来完成出行的目的，如仅仅从单一模式出发，无法减少为乘客出行提供最便利和最低成本的服务，同时也无法挖掘多模式之间的运力、人力共享带来的效益。 与现有调度控制方法相比，通过对多种模式、多条线路双重组合进行综合分析而建立的公共交通区域调度控制模型方法更具有科学合理性。本专利技术给出了基于多模式多线路双重组合的公共交通区域调度控制方法，考虑了多种交通模式特性的差异，对调度控制方案已知的模式与调度控制方案待定的模式进行分层和有机组合，实现了乘客出行成本和企业经营成本的有效综合，对运营环境和交通工具相似的交通模式实行运力和人力的统一配置，资源有效共享，实现了区域调度控制的量度化、全面化与综合化，为综合公共交通网络运营优化技术研究提供坚实支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种，实现乘客出行成本最小化，以及企业成本在资源有效共享情况下的最小化。本专利技术通过以下技术方案实现 一种，包括如下步骤 (1)公共交通调度控制的数据采集获取区域内的公共交通线路、站点及关键换乘站点的名称及数量；利用GPS车载终端获得车辆发车时间和到达每个车站的时间，计算得到车辆从始发站到达关键换乘站点的行驶时间；利用IC卡POS机终端，获得每个乘客上车时间，拟合得到每条线路的乘客到达规律函数和乘客累计到达规律函数；从公共交通运输企业获取线路在每一个优化周期中的发车次数、最大发车间隔、最小发车间隔及线路之间的乘客换乘率；获取每个车场的最大停车数，车场之间的最小空驶时间，各线路要求的车辆类型，驾驶员工作时间限制；利用通信线路将采集数据传输到公共交通调度控制系统并存入数据库中； (2)多模式公共交通的分层与组合多模式公共交通是指多种公共交通方式，包括航空、铁路、长途汽车运输、市内常规公交和地铁；将多模式公共交通分为两层，第一层是调度控制方案待定的公共交通模式，第二层是调度控制方案当作已知量的公共交通模式，第二层公共交通模式的已知调度控制方案是第一层公共交通模式的调度控制方案的输入量，所述调度控制方案均包括三部分，即行车时刻表、车辆调度方案及驾驶员调度方案，即公共交通车辆的发车时间、车辆指派结果及驾驶员指派结果； (3)公共交通调度控制系统利用步骤(1)采集的数据，根据行车时刻表模型及粒子群算法求解得到公共交通行车时刻表； (4)公共交通调度控制系统以公共交通行车时刻表为任务要求，即行车时刻表为本步骤的输入量，根据车辆调度模型及蚁群算法求解得到公共交通车辆调度方案； (5)公共交通调度控制系统以公共交通车辆调度方案为任务要求，即车辆调度方案为本步骤的输入量，根据驾驶员调度模型及蚁群算法求解得到公共交通驾驶员调度方案； (6)将行车时刻表、车辆调度方案及驾驶员调度方案存储在公共交通调度控制系统的数据库中，生成表格形式，由公共交通调度控制系统统一对外发布，对外发布包括利用通信线路将结果发给车辆车载机上；将结果发送给驾驶员的手机上；将方案传输到各个车场的调度终端微机上，由驻站人员对现场车辆、驾驶员进行调度控制、监督和运营记录。 上述的，步骤(1)中，采集的数据的类型及定义如下在综合公共交通网络有向图G＝{L，I}中，线路数为L，包括上下行；站点数为I，关键换乘站点数为I，有I≤I；线路j的车辆从始发站到换乘站点i的行驶时间为tji，1≤j≤L，1≤i≤I；线路j的乘客到达规律函数为Pj(·)，线路j的乘客累计到达规律函数为Fj(·)；第r个优化周期为，区间内线路j的发车次数为Rj，，1≤j≤L；线路j最大发车间隔为Hj，最小发车间隔为hj，换乘站点i中从线路j换到线路k的换乘率为βijk；车场d的最大停车数为rd，车场集合为D，d∈D，车辆类型为f，驾驶员工作时间限制tlim。 上述的，步骤(3)中所述步骤(1)采集的数据包括线路数L，关键换乘站点数I，每条线路的乘客到达规律函数Pj(·)，乘客累计到达规律函数Fj(·)，本优化周期内的发车次数Rj，最小发车间隔hj，最大发车间隔Hj，换乘率βjki，行车时刻表模型的变量定义有线路j的第m个班次的发车时间xjm，(1≤m≤Rj，1≤j≤L)，λjkmni是0，1变量，当不等式 成立时，即线路j的第m个班次车辆到达换乘站点i的时间介于线路k的第(n-1)和第n个班次到达站点i的时间，取值为1，否则为0； 上述的，步骤(3)中，行车时刻表模型是以乘客出行等车时间最小为目标函数，出行等车时间包括因进行线路之间换乘而引起的等车时间和不换乘的等车时间这两部分，将调度控制方案中行车时刻表待定的公共交通模式放在模型的两部分当中计算，将调度控制方案中行车时刻表已知的公共交通模式的车辆发车时间只放在线路之间换乘引起的等车时间这部分当中计算；以优化周期内的发车次数、最小发车间隔及最大发车间隔为约束，利用粒子群算法求解目标函数，得到各种模式中每条线路的行车时刻表；多模式公共交通区域调度控制的行车时刻表模型由以下各部分组成 I.非换乘等车时间模型N-TTM为 式中，约束条件为 1≤m≤Rj-1； 由于函数Pj(·)为连续函数，可将连续性问题进行离散化处理，如果乘客在区间(0，Δt]到达，当Δt足够小时，如Δt＝1min，可认为这些乘客集中在Δt时间点到达；那么，N-TTM又表示为 约束条件同上； II.换乘等车时间模型TTM 当不等式 成立时，线路j第m个班次的乘客换到线路k第n个班次的数量为βjki×；那么，TTM表示为 其中，要满足以下约束条件 其他约束条件同上； III.单模式多线组合发车时间模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式公共交通区域调度控制方法，其特征在于包括如下步骤：　　（１）公共交通调度控制的数据采集：获取区域内的公共交通线路、站点及关键换乘站点的名称及数量；利用ＧＰＳ车载终端获得车辆发车时间和到达每个车站的时间，计算得到车辆从始发站到达关键换乘站点的行驶时间；利用ＩＣ卡ＰＯＳ机终端，获得每个乘客上车时间，拟合得到每条线路的乘客到达规律函数和乘客累计到达规律函数；从公共交通运输企业获取线路在每一个优化周期中的发车次数、最大发车间隔、最小发车间隔及线路之间的乘客换乘率；获取每个车场的最大停车数，车场之间的最小空驶时间，各线路要求的车辆类型，驾驶员工作时间限制；利用通信线路将采集数据传输到公共交通调度控制系统并存入数据库中；　　（２）多模式公共交通的分层与组合：多模式公共交通是指多种公共交通方式，包括航空、铁路、长途汽车运输、市内常规公交和地铁；将多模式公共交通分为两层，第一层是调度控制方案待定的公共交通模式，第二层是调度控制方案当作已知量的公共交通模式，第二层公共交通模式的已知调度控制方案是第一层公共交通模式的调度控制方案的输入量，所述调度控制方案均包括三部分，即行车时刻表、车辆调度方案及驾驶员调度方案，即公共交通车辆的发车时间、车辆指派结果及驾驶员指派结果；　　（３）公共交通调度控制系统利用步骤（１）采集的数据，根据行车时刻表模型及粒子群算法求解得到公共交通行车时刻表；　　（４）公共交通调度控制系统以公共交通行车时刻表为任务要求，即行车时刻表为本步骤的输入量，根据车辆调度模型及蚁群算法求解得到公共交通车辆调度方案；　　（５）公共交通调度控制系统以公共交通车辆调度方案为任务要求，即车辆调度方案为本步骤的输入量，根据驾驶员调度模型及蚁群算法求解得到公共交通驾驶员调度方案；　　（６）将行车时刻表、车辆调度方案及驾驶员调度方案存储在公共交通调度控制系统的数据库中，生成表格形式，由公共交通调度控制系统统一对外发布，对外发布包括：利用通信线路将结果发给车辆车载机上；将结果发送给驾驶员的手机上；将方案传输到各个车场的调度终端微机上，由驻站人员对现场车辆、驾驶员进行调度控制、监督和运营记录。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：靳文舟，司徒炳强，魏明，郝小妮，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]