CN104504638A - 一种公交车发车时刻表制定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种公交车发车时刻表制定方法,(1)根据公交客流量的高低将一天分为K个时段,构建目标函数fk=αMk+βG;(2)计算乘客满意度Mk和公交公司满意度Gk;(3)确定发车间隔,通过第三步的参数值以及遗传-模拟退火算的方法,利用MATLAB进行仿真实验。本发明兼顾公交企业的运营成本和出行者公交的动态出行需求,制定的合理的公交时刻表,更具实效性、灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及城市公共交通***调度技术领域,具体涉及一种公交发车时刻表的制定方法。
背景技术
随着我国经济高速发展,城市规模越来越大,交通堵塞问题越来越严重,城市的公交调度面临巨大考验。公交发车时刻表是公共交通调度的直观体现,现有的公共交通调度时刻表由公交公司单独制定,一方面,公交公司更多考虑本公司的利益要求,忽略了乘客的需求度与满意度,另一方面,现有的制定发车时刻表的方案,缺乏时刻表应有的实效性,针对性及灵活性,仅仅根据历史数据进行分析,导致制定发车时刻表不合理,不准确,道路交通堵塞拥挤,乘客的需求得不到满足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种制定公交发车时刻表的方法。综合考虑公交公司与乘客间的利益,弥补现有的发车时刻表的不合理,不准确性。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种公交车发车时刻表制定方法,其特征在于,步骤如下,
步骤一、根据公交客流量的高低将一天分为K个时段,以第k(k=1,2…,K)时段内乘客满意度Mk和公交公司满意度Gk为变量,构建目标函数fk=αMk+βG,其中α+β=1,若时间段k处于高峰期,取α=0.7,β=0.3,若时间段k处于平期,则取α=0.5,β=0.5,若时间段k处于低峰期,取α=0.3,β=0.7;
步骤二、k时段内乘客满意度Mk包括k时段内乘客候车时间满意度Mk1与k时段内乘客乘车舒适满意度Mk2,即其中若时间段k处于高峰期,取φ=0.7,若时间段k处于低峰期,则取φ=0.5,
(1)Mk1计算方法如下:
式中:a取值范围为(0,1),Tk为k时段内乘客平均候车时间,tk为k时段内乘客候车忍耐时间;
(2)Mk2的计算方法如下:
式中,Hk为k时段内平均满载率,hk为k时段内乘客可忍耐车辆满载限度;
步骤三、k时段内公交公司满意度Gk用公司的收益表示,公式如下:
式中,ρ为单程票价,d为单次发车成本,Ik为k时段的时长,Uk为k时段的乘客总人数,其中j为公交线路站点数,λj为第j站点单位时间乘客到站率,Lk为第k时段内的发车间隔。
步骤二(1)中Tk的计算方法如下:
式中,ukj为第k时段内第j站点的上车人数。
步骤二(2)中Hk的计算方法如下:
式中,Q为车辆标准载客人数。
经过以上步骤建立的发车时刻模型满足以下条件:
(1)公交车实行全程单一票价;
(2)忽略公交车停车和启动以及乘客上下车所花费的时间;
(3)公交车匀速行驶;
(4)总发车次数小于公交公司可承受发车次数;
(5)k时段内平均满载率Hk满足50%≤Hk≤130%;
(6)在同一时间段k内,任意两辆车发车间隔约束为Lkmin≤Lk≤Lkmax k=1,2,…,K;其中Lkmin为k时段内最小发车间隔,Lkmax为k时段内最大发车间隔;
(7)k时段内乘客忍耐时间tk在高峰期与非高峰期的取值有所不同,k处于高峰期时,tk=5;k处于非高峰期时,tk=10;
(8)k时段内乘客可忍耐车辆满载限度hk在高峰期与非高峰期有所不同,k处于高峰期时,hk=120%;k处于非高峰期时,hk=100%。
本发明达到的有益效果:兼顾公交企业的运营成本和出行者公交的动态出行需求,制定的合理的公交时刻表,更具实效性、灵活性。
附图说明
图1为本发明公交发车时刻的制定方法流程。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以南京市D7路公交车2014年3月10日的客流数据为例来实施本发明。
第一步,参数采集。采集样本时间段为5:00~23:00,每一小时划为一个时间段,共18个时段,各时段的客流量样本如表1所示。
表1各时段客流样本
编号 | 时间段 | 客流量 | 编号 | 时间段 | 客流量 | 编号 | 时间段 | 客流量 |
1 | 5:00-6:00 | 64 | 7 | 11:00-12:00 | 1957 | 13 | 17:00-18:00 | 7321 |
2 | 6:00-7:00 | 2142 | 8 | 12:00-13:00 | 1645 | 14 | 18:00-19:00 | 4890 |
3 | 7:00-8:00 | 5246 | 9 | 13:00-14:00 | 1690 | 15 | 19:00-20:00 | 2324 |
4 | 8:00-9:00 | 6132 | 10 | 14:00-15:00 | 1967 | 16 | 20:00-21:00 | 1505 |
5 | 9:00-10:00 | 3523 | 11 | 15:00-16:00 | 2548 | 17 | 21:00-22:00 | 568 |
6 | 10:00-11:00 | 2283 | 12 | 16:00-17:00 | 4480 | 18 | 22:00-23:00 | 84 |
第二步,建立模型。
利用有序聚类法对表1的客流样本划分,得到最优的分类结果为:{1,2},{3,4},{5-11},{12-14},{15-18},从而得到客流高低峰划分情况如表2。
表2.客流高低峰划分情况
序号 | 时间段 | 峰值区间 | 峰值平均客流 |
1 | 5:00-7:00 | 早低峰 | 1103 |
2 | 7:00-9:00 | 早高峰 | 5689 |
3 | 9:00-16:00 | 平峰 | 2230 |
4 | 16:00-19:00 | 晚高峰 | 5534 |
5 | 19:00-23:00 | 晚低峰 | 1120 |
对于目标函数fk=αMk+βG,高峰期应当尽量满足乘客的利益和需求,取α=0.7,β=0.3;低峰期应当尽量保证公交公司所发出车辆的上座率,取α=0.3,β=0.7;平峰期则取α=0.5,β=0.5。
第三步,多目标优化。
全天发车间隔范围为(0,10],单程票价ρ=3元,单次发车成本d=100元。利用式(1)~(3),计算各时段的乘客满意度Mk和公交公司满意度Gk。
第四步,确定发车间隔。
通过第三步的参数值以及遗传-模拟退火算的方法,利用MATLAB进行仿真实验,迭代300次得到的优化车辆调度方案如表3所示。
表3.车辆调度表
以上是本发明的较佳实施方式,但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,未经创造性劳动想到的变换或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种公交车发车时刻表制定方法,其特征在于,步骤如下,
步骤一、根据公交客流量的高低将一天分为K个时段,以第k(k=1,2…,K)时段内乘客满意度Mk和公交公司满意度Gk为变量,构建目标函数fk=αMk+βG,其中α+β=1,若时间段k处于高峰期,取α=0.7,β=0.3,若时间段k处于平期,则取α=0.5,β=0.5,若时间段k处于低峰期,取α=0.3,β=0.7;
步骤二、k时段内乘客满意度Mk包括k时段内乘客候车时间满意度Mk1与k时段内乘客乘车舒适满意度Mk2,即其中若时间段k处于高峰期,取φ=0.7,若时间段k处于低峰期,则取φ=0.5,
(1)Mk1计算方法如下:
式中:a取值范围为(0,1),Tk为k时段内乘客平均候车时间,tk为k时段内乘客候车忍耐时间;
(2)Mk2的计算方法如下:
式中,Hk为k时段内平均满载率,hk为k时段内乘客可忍耐车辆满载限度;
步骤三、k时段内公交公司满意度Gk用公司的收益表示,公式如下:
式中,ρ为单程票价,d为单次发车成本,Ik为k时段的时长,Uk为k时段的乘客总人数,其中j为公交线路站点数,λj为第j站点单位时间乘客到站率,Lk为第k时段内的发车间隔。
2.根据权利要求1所述的公交车发车时刻表制定方法,其特征在于,步骤二(1)中Tk的计算方法如下:
式中,ukj为第k时段内第j站点的上车人数。
3.根据权利要求1所述的公交车发车时刻表制定方法,其特征在于,步骤二(2)中Hk的计算方法如下:
式中,Q为车辆标准载客人数。
4.根据权利要求1~3任一项所述的公交车发车时刻表制定方法,其特征在于,满足以下条件:
(1)公交车实行全程单一票价;
(2)忽略公交车停车和启动以及乘客上下车所花费的时间;
(3)公交车匀速行驶;
(4)总发车次数小于公交公司可承受发车次数;
(5)k时段内平均满载率Hk满足50%≤Hk≤130%;
(6)在同一时间段k内,任意两辆车发车间隔约束为Lkmin≤Lk≤Lkmax k=1,2,…,K;其中Lkmin为k时段内最小发车间隔,Lmax为k时段内最大发车间隔;
(7)k时段内乘客忍耐时间tk在高峰期与非高峰期的取值有所不同,k处于高峰期时,tk=5;k处于非高峰期时,tk=10;
(8)k时段内乘客可忍耐车辆满载限度hk在高峰期与非高峰期有所不同,k处于高峰期时,hk=120%;k处于非高峰期时,hk=100%。
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