CN115798246B - 一种基于大客流区间的公交调度方法和公交调度*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大客流区间的公交调度方法和公交调度***，属于基于管理目的的数据处理***和方法技术领域，公交调度方法包括：获取两个或多个公交基础线路的共用站点；根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间；根据所述线路区间和客流出行量，获得大客流区间；根据所述大客流区间，建立联通图；根据所述联通图，建立串行路线；根据所述串行路线进行公交调度。大客流区间及联通图反映了乘客的乘车需求，基于联通图生成的串行路线经过了多个大客流区间，避免公交在线路上的无效运行，提高公交的复用率，节约公交运行成本，提高乘客的出行效率。

Description

一种基于大客流区间的公交调度方法和公交调度***

技术领域

本发明涉及基于管理目的的数据处理***和方法技术领域，具体涉及一种基于大客流区间的公交调度方法和公交调度***。

背景技术

公共交通普遍存在不均衡现象，很大程度降低了公交出行品质，对运营效率也造成了很大影响。具体包括：大客流的聚集区间会造成公交车厢拥挤、乘客出行体感的严重下降；客流的不均匀，造成运力的极大浪费，即为了线路的单向线路的大客流，较多配置车辆数周转，但因为客流不均衡，较多的车辆在与之对应的反向线路上造成车辆运力的浪费。

当前，智慧交通、车联网领域的各项技术都在快速突破。在感知方面，智能感知方、传感技术不断突破，例如激光雷达、毫米波雷达、车载智能终端已应用到车辆智ADAS等方面。在通信方面，4G网络已实现普及，车载以太网、车云间移动信号传输标准都已经达到了智慧交通实用水平；同时在5G网络下，更适合车辆高速行驶状况下的信号的实时传输。平台技术方面，芯片技术、云计算、人工智能算法的进步使得大量的车辆行驶信息能够在短时间内获得处理，并产生反馈输出，修正信号决策。在车联网领域，结合 “人、车、路、场站”等关键要素并借助人工智能技术能够实现对车辆更好的运营调度。目前， 各项技术应用在公交信息的实时采集和传输，但缺少对这些公交信息进行深度处理，并应用在公交调度的技术。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于大客流区间的公交调度方法和公交调度***，通过客流量获得大客流区间，并基于大客流区间对公交进行调度，减少公交在线路上的无效运行，提高公交的复用率。

本发明公开了一种基于大客流区间的公交调度方法，所述公交调度方法包括：获取两个或多个公交基础线路的共用站点；根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间；根据所述线路区间和客流出行量，获得大客流区间；根据所述大客流区间，建立联通图；根据所述联通图，建立串行路线；根据所述串行路线进行公交调度。

优选的，建立联通图的方法包括：

为两个或多个相独立的大客流区间建立桥接区间；

基于所述大客流区间和桥接区间建立联通图。

优选的，基于深度优先或广度优先的搜索方法为大客流区间建立桥接区间，

所述搜索方法的约束条件包括：桥接区间长度约束和桥接区间的客流出行量约束。

优选的，采用以下任一约束或它们的组合建立串行路线：串行路线运行时长约束和休息时长约束；公交的夜间停车场约束；串行路线经过每条基础公交线路的最大大客流区间数约束；串行路线经过的最大桥接区间数约束；停车场与大客流区间的间距约束；串行路线的运行时间约束；以及千公里客流人数约束。

优选的，向司机和乘客提示运行路线的方法包括：每隔一段时间，更新客流出行量；基于更新的客流出行量，更新线路区间；若公交从线路区间切换到另一线路区间；通过语音、显示屏或APP向司机和乘客推送路线切换提醒。

优选的，建立串行路线的方法包括：获得停车场集合和运营时间集合；从停车场集合中获取停车场；基于停车场与大客流区间的间距约束，获得大客流区间集合；从大客流区间集合中取任一大客流区间，基于串行路线运行时长约束、终点与停车场的间距约束、串行路线经过每条基础公交线路的最大大客流区间数约束、串行路线经过的最大桥接区间数约束、以及千公里客流人数约束在联通图上搜索能经过的大客流区间，获得串行路线；依次遍历所述大客流区间集合和停车场集合，获串行路线集；从所述串行路线集中选择串行路线。

优选的，公交基础线路包括第一公交基础线路、第二公交基础线路和第三公交基础线路，所述第一公交基础线路与第二公交基础线路具有第一共用站点，

第二公交基础线路和第三公交基础线路具有第二共用站点；

第一公交基础线路的始发站到第一共用站点间为第一串行区间；

第二公交基础线路的第一共用站点到第二共用站点作为第二串行区间；

基于运行时长约束或停车场约束，确定串行路线的终点；

第三公交基础线路的第二共用站点到终点作为第三串行区间，所述第一串行区间、第二串行区间和第三串行区间组成串行路线。

优选的，对所调度公交进行运营监测的方法：

获取运营公交的千公里客流人数和营收情况；

基于千公里客流人数和营收情况，评估串行路线的合理性；

若所述串行路线不合理，调整串行路线的运营公交发车时间后，再次评估串行路线的合理性；

若所述串行路线仍不合理，则调整或删除所述串行路线。

本发明还提供一种用于实现上述公交调度方法的公交调度***，包括线路区间获取模块、大客流区间分析模块、联通图构建模块、串行路线构建模块和调度模块，

所述线路区间获取模块用于根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间；

所述大客流区间分析模块用于根据所述线路区间和客流出行量，获得大客流区间；

所述联通图构建模块用于根据所述大客流区间，建立联通图；

所述串行路线构建模块用于根据所述联通图，建立串行路线；

所述调度模块有于根据所述串行路线进行公交调度。

优选的，所述公交具有亚米级车辆定位***、语音提醒设备、设置在乘客上车侧和车内的液晶显示屏、设置在车身的新型涂装、以及基于串行路线的导航器，

通过语音提醒设备提醒公交的类型和终点站；通过设置在车头车尾的LED屏幕上显示公交的类型；通过显示屏展示线路名称、区间站点，首末站及中间部分站点信息；通过公交APP或小程序推送公交班次、位置信息和串行路线信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

大客流区间及联通图反映了乘客的乘车需求，基于联通图生成的串行路线经过了多个大客流区间，避免公交在线路上的无效运行，提高公交的复用率，节约公交运行成本，提高乘客的出行效率。

附图说明

图1是本发明的基于大客流区间的公交调度方法流程图；

图2是线路区间的示意图；

图3是大客流区间的示意图；

图4是桥接区间的示意图；

图5是实施例1的串行路线示意图；

图6是实施例2的公交调度***逻辑框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

一种基于大客流区间的公交调度方法，如图1所示，所述公交调度方法包括：

步骤101：获取两个或多个公交基础线路的共用站点。

可以从城市的基础公交线路数据中提取公交基础线路，主要包含线路名称、上下行、站点名称、站点ID和站点坐标;不同线路中的站点，如果站点位置相同，且使用同一个站点ID,则它们具有共用站点。

步骤102：根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间。

线路区间为公交的运行区间，反映了不同公交基础线路间的关系。如图2所示，线路2下行与线路1上行在站点A4、A5、A6处重合(共用站点)，线路1上行被站点A1、A4、A5、A6、A8共5个站点分割为共计个线路区间，区间分别为A1-A8，A4-A8，A5-A8，A6-A8，A1-A6，A4- A 6，A5- A6，A1-A5，A4-A5和A1-A4。

步骤103：根据所述线路区间和客流出行量（OD），获得大客流区间。

例如，通过客流出行量对线路区间进行筛选，获得大客流区间。在一个具体实施例中筛选条件为：早晚高峰人次不小于250人，早晚高峰千公里人数不少于4000人/千公里，但不限于此。大客流区间反映了客流的乘车需求。可以监测线路区间上站均人数、上车人数等，获得客流出行量。站均人数参考基础公交站均均值乘以一定系数作为阈值。

步骤104：根据所述大客流区间，建立联通图。多个大客流区间形成联通图。

步骤105：根据所述联通图，建立串行路线。

步骤106：根据所述串行路线进行公交调度。可以通过遍历联通图的方式形成多个串行路线，并从中选取较优的串行路线进行公交调度。

步骤107：对所调度公交进行运营监测和调整。

大客流区间及联通图反映了乘客的乘车需求，基于联通图生成的串行路线经过了多个大客流区间，避免公交在线路上的无效运行，提高公交的复用率，节约公交运行成本；将公交投放在客流集中区域，而OD流向和流时是可检测和可预知的，可减少公交运行中的无效里程；将基础公交运力转化为灵活运力，提高乘客的出行效率。

如图3，多个大客流区间可能为独立而不相连接，则可以通过桥接区域建立联通图的方法包括：

步骤201：为两个或多个相独立的大客流区间建立桥接区间，使大客流区间相连接。

可以基于深度优先或广度优先的搜索方法为大客流区间建立桥接区间，所述搜索方法的约束条件包括：桥接区间长度约束（如小于2公里）和桥接区间的客流出行量（OD）约束。

步骤202：所述大客流区间和桥接区间形成联通图，如图4。

建立串行路线中可以采用以下任一约束或它们的组合：（1）串行路线运行时长约束和休息时长约束；（2）公交的夜间停车场约束，公交当天返回到夜间停车场进行夜间停车；（3）串行路线经过每条基础公交线路的最大大客流区间数约束，例如不超过5-10；（4）串行路线经过的最大桥接区间数约束，例如少于3或5，但不限于此；（5）停车场与大客流区间的间距约束，例如不超过2 km；（6）串行路线的执行起始时间约束，执行起始时间点不同，则预期和实际客流出行量和交通情况不同；（7）千公里客流人数约束，例如千公里客流人数超过n×a，a为常数一般取1-2，n表示为基础公交的平均千公里客流人数。

其中，串行路线运行时长约束是指：串行路线运行时长2小时左右能够到达停车场；休息时长约束是指到达停车场后，有20分钟休息时长。公交的夜间停车场约束是指：公交每天从夜间停车场开发，再返回所述夜间停车场进行夜间停车。串行路线经过的最大大客流区间数约束是指：公交在每条基础公交线路上经过的最大大客流区间数x，例如5-7，减少对该基础公交线路造成影响；桥接区间线路可设置为3，或者根据基础公交排班的比例设置及实际情况设置。

步骤107中，对所调度公交进行运营监测的方法：

步骤401：获取运营公交的千公里客流人数和营收情况。可以通过测量上车人数获得千公里客流人数。

步骤402：基于千公里客流人数和营收情况，评估串行路线的合理性。

步骤403：若所述串行路线不合理，调整串行路线的运营公交发车时间后，再次评估串行路线的合理性。

步骤404：若所述串行路线仍不合理，则调整或删除所述串行路线。

通过对串行路线的运营情况进行监测和评估，提高所调度公交的使用率。

实施例1

在具体的串行路线设计中，采用以下步骤：

步骤301：假设所有的停车场集合为P，考虑的时间段为T1-T2，运营时间段，每t分钟划分为一个串线任务的执行起始时间点，设T1,T1+t,T1+2t,…组成集合T，执行起始时间点不同，则预期和实际客流出行量和交通情况不同，如早高峰期、晚高峰期和平峰期。例如t取值范围为5-15分钟，但不限于此。

步骤302：在停车场集合P中任取有一个停车场p,从p出发，根据联通路，获得停车场2千米内能够达到的所有大客流区间集合S。

步骤303：从S中任取一个大客流区间s,以s为起始区间，在T中任取一个时刻t，基于搜索算法和，在联通图上搜索2小时内能够经过的大客流区间，并且线路的终点能够到达2千米之内的停车场进行休息，在搜索过程中会过滤掉超过最大大客流区间数（如5）和最大桥接区间数（如3）的情况，并且只保留千公里客流人数超过n×a的线路，其中，a为常数一般取1-2，n表示为基础公交的平均千公里客流人数。

步骤304：对S中的所有大客流区间都遍历一遍，仅保留满足条件的最好的串线结果，作为一条灵活公交串行路线，这个串行路线既包含从场站出发的时间，还包含顺次经过哪些区间，及结束时休息场站。

步骤305：依次对所有的停车场进行遍历，直到获取不到新的满足约束条件的灵活公交串行路线，获得串行路线集。

步骤306：从建立的串行路线集中选择适当的串行路线，进行公交调度。

公交调度中还可以考虑以下内容：

（1）排班调度区分周末及工作日，同一辆公交车在周末及工作日夜间的休息场地相同，并且每辆车工作场地由工作日的线路场地决定，每辆车工作日与周末的串线线路可以相同也可以不同，根据实际情况来定。

（2）每辆车每天工作8-9小时。

（3）在每次2小时的运行中，区间与区间之间为无缝连接，但场站到区间起点或区间终点到场站可能存在空驶。如场站到区间起点的间距在2KM内，以控制空驶距离，其中可能包括1-3个非大客流的站台。

（4）同一条非环形基础公交线路，不能上行串下行，避免公交掉头。

基于大数据分析技术，分析常规基础公交线路站点的流量、流时和流向，把客流集中的线路区间重新串起来的调度方式/运营模式，本发明的公交调度具有更高的灵活性。串行路线可以串起多条线路的高峰区间，以早晚高峰期为主，平峰期为辅。

（5）向司机、乘客友好提醒公交的串行路线。

在具体的公交调度中，应该避免已出发公交的串行路线变更，避免乘客无法达到目的地。但未出发公交和部分已出发公交的串行路线可以在运营中进行路线切换：每隔一段时间，如15-30分钟，更新客流出行量；基于更新的客流出行量，更新线路区间；若公交从线路区间切换到另一线路区间；通过语音、显示屏或APP向司机和乘客推送路线切换提醒。

在一个具体串行路线如图5所示，108路上行的基础运行区间为B1-B16，80路下行基础运行区间为C1-C14，6路上行的基础运行区间为C14、D2-D21；108路上行与80路下行具有第一共用站点B15，80路下行与6路上行具有第二共用站点C14；串行路线包括第一串行区间、第二串行区间和第三串行区间，第一串行区间为：108路上行线路的B1-B15，第二串行区间为：80路下行线路的B15-C14，第三串行区间为：6路上行线路的C14-D20。其中，终点D20的确定满足运行时长约束或停车场约束进行确定。

串行路线为高峰期2小时的运营线路，串连了3个基础公交线路。

实施例2

本实施例提供一种用于实现上述公交调度方法的***，如图6所示，包括线路区间获取模块1、大客流区间分析模块2、联通图构建模块3、串行路线构建模块4和调度模块5，线路区间获取模块1用于根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间；大客流区间分析模块2用于根据所述线路区间和客流出行量，获得大客流区间；联通图构建模块3用于根据所述大客流区间，建立联通图；串行路线构建模块4用于根据所述联通图，建立串行路线；调度模块5有于根据所述串行路线进行公交调度。

公交调度***还可以包括运营监测模块，用于对串行路线的运营情况进行监测和评估，提高所调度公交的使用率。

其中，所调度的公交具有亚米级或以上的车辆定位***、智能控制终端、语音提醒设备、设置在乘客上车侧和车内的液晶显示屏、设置在车身的新型涂装、以及基于串行路线的导航器（PAD等形式的智能屏），通过语音提醒设备提醒公交的类型和终点站，可以轮询播报，以防乘客上错车；通过设置在车头车尾的LED屏幕上显示公交的类型，如101区->火车站，其中火车站为区间终点；通过显示屏展示线路名称、区间站点，首末站及中间部分站点信息；通过公交APP或小程序推送公交班次、位置信息和串行路线信息。方便乘客区分辨识和乘坐。

本发明的灵活公交调度一方面结合OD数据按需调度与停靠，提高公交车的复用效率，节约运行变动成本；另一方面调整基础公交运力转化为灵活运力，提高乘客的出行效率。灵活公交通过智能后台对路线区间的识别，实现在客流大区间之间的串线穿行，并通过“后台、智能设备、显示屏”三者在车端的智能切换，在不改变乘客出行习惯的情况，实现区间之间的运力串接，体现了数据化、智能化及灵活化。

灵活公交串线选择客流最为集中的区间，流向流时是可预知的，公交车辆总是投放在“最为需要公交车”的线路区间内，改变以往“需借助反向无效运行来实现周转”的常规模式，减少无效里程，间接节约成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于大客流区间的公交调度方法，其特征在于，所述公交调度方法包括：

获取两个或多个公交基础线路的共用站点；

根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间；

根据所述线路区间和客流出行量，获得大客流区间；

根据所述大客流区间，建立联通图；

根据所述联通图，建立串行路线；

根据所述串行路线进行公交调度；

其中，建立联通图的方法包括：

基于深度优先或广度优先的搜索方法为两个或多个相独立的大客流区间建立桥接区间，所述搜索方法的约束条件包括：桥接区间长度约束和桥接区间的客流出行量约束；

基于所述大客流区间和桥接区间建立联通图；

其中，所述公交基础线路包括第一公交基础线路、第二公交基础线路和第三公交基础线路，

所述第一公交基础路线与第二公交基础线路具有第一共用站点，

第二公交基础线路和第三公交基础线路具有第二共用站点；

第一公交基础路线的始发站到第一共用站点间为第一串行区间；

第二公交基础路线的第一共用站点到第二共用站点作为第二串行区间；

基于运行时长约束或停车场约束，确定串行路线的终点；

第三公交基础线路的第二共用站点到终点作为第三串行区间，所述第一串行区间、第二串行区间和第三串行区间组成串行路线。

2.根据权利要求1所述的公交调度方法，其特征在于，根据以下任一约束或它们的组合建立串行路线：

串行线路运行时长约束和休息时长约束；

公交的夜间停车场约束；

串行线路经过每条基础公交线路的最大大客流区间数约束；

串行线路经过的最大桥接区间数约束；

停车场与大客流区间的间距约束；

串行线路的运行时间约束；

以及千公里客流人数约束。

3.根据权利要求1所述的公交调度方法，其特征在于，还包括向司机和乘客提示运行路线的方法：

每隔一段时间，更新客流出行量；

基于更新的客流出行量，更新线路区间；

若公交从线路区间切换到另一线路区间；

通过语音、显示屏或APP向司机和乘客推送路线切换提醒。

4.根据权利要求1所述的公交调度方法，其特征在于，建立串行路线的方法包括：

获得停车场集合和运营时间集合；

从停车场集合中获取停车场；

基于停车场与大客流区间的间距约束，获得大客流区间集合；

从大客流区间集合中取任一大客流区间，基于串行线路运行时长约束、终点与停车场的间距约束、串行线路经过每条基础公交线路的最大大客流区间数约束、串行线路经过的最大桥接区间数约束、以及千公里客流人数约束在联通图上搜索能经过的大客流区间，获得串行路线；

依次遍历所述大客流区间集合和停车场集合，获串行路线集；

从所述串行路线集中选择串行路线。

5.根据权利要求1所述的公交调度方法，其特征在于，还包括对所调度公交进行运营监测的方法：

获取运营公交的千公里客流人数和营收情况；

基于千公里客流人数和营收情况，评估串行线路的合理性；

若所述串行线路不合理，调整串行线路的运营公交发车时间后，再次评估串行线路的合理性；

若所述串行线路仍不合理，则调整或删除所述串行线路。

6.一种公交调度***，其特征在于，用于实现如权利要求1-5任一项所述的公交调度方法，所述公交调度***包括线路区间获取模块、大客流区间分析模块、联通图构建模块、串行路线构建模块和调度模块，

所述线路区间获取模块用于根据所述公交基础线路的起始点和所述共用站点，获取线路区间；

所述大客流区间分析模块用于根据所述线路区间和客流出行量，获得大客流区间；

所述联通图构建模块用于根据所述大客流区间，建立联通图；

所述串行路线构建模块用于根据所述联通图，建立串行路线；

所述调度模块有于根据所述串行路线进行公交调度。

7.根据权利要求6所述的公交调度***，其特征在于，所述公交具有亚米级车辆定位***、语音提醒设备、设置在乘客上车侧和车内的液晶显示屏、设置在车身的涂装、以及基于串行路线的导航器，

通过语音提醒设备提醒公交的类型和终点站；通过设置在车头车尾的LED屏幕上显示公交的类型；通过显示屏展示线路名称、区间站点，首末站及中间部分站点信息；通过公交APP或小程序推送公交班次、位置信息和串行路线信息。

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