快速公交調(diào)度優(yōu)化研究.pdf

1、快速公交的運(yùn)營調(diào)度是快速公交服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵，只有提供便捷、高效、舒適的服務(wù)才能增強(qiáng)其競爭力，吸引更多的出行者轉(zhuǎn)移到公共交通服務(wù)上來。如何基于乘客出行需求優(yōu)化快速公交調(diào)度，提高快速公交的運(yùn)行效率是本文研究的重點(diǎn)和意義。 本文從快速公交調(diào)度優(yōu)化的基本原理與要求出發(fā)，分析了公交調(diào)度的現(xiàn)狀，總結(jié)了存在的主要問題，引出研究的重點(diǎn)。根據(jù)快速公交的技術(shù)、運(yùn)營和客流特點(diǎn)，給出了快速公交調(diào)度優(yōu)化的原理，分析調(diào)度的影響因素和系統(tǒng)成本組成。給出了快速

2、公交系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化要求，分析了調(diào)度的關(guān)鍵步驟和分類情況，為后續(xù)各章奠定理論基礎(chǔ)。 靈活的調(diào)度組合是快速公交運(yùn)行特征之一。在快速公交線路上采取全程車、區(qū)間車、大站快車三種調(diào)度形式的組合，將大大提高快速公交的運(yùn)營效率。論文在分析快速公交三種不同調(diào)度形式特點(diǎn)和系統(tǒng)的成本基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)建模的方法建立快速公交組合調(diào)度模型。模型的目標(biāo)函數(shù)為乘客的等待時(shí)間、在車時(shí)間和公交企業(yè)運(yùn)行時(shí)間三部分的最小化，約束條件則具體考慮到時(shí)間、乘客和發(fā)車間隔等

3、方面的因素。 采用可變長度編碼的遺傳算法對(duì)所建模型進(jìn)行求解，利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)求解過程。運(yùn)用算例對(duì)提出的模型及算法進(jìn)行了驗(yàn)證。 優(yōu)化結(jié)果顯示：提出的公交調(diào)度組合模型及其求解算法是可行的而有效的，能夠極大的節(jié)省系統(tǒng)的運(yùn)營成本；敏感性分析表明：出行量增加后，不同發(fā)車間隔的目標(biāo)函數(shù)值基本上呈上升趨勢(shì)；出行速度的變化對(duì)于目標(biāo)函數(shù)的影響呈現(xiàn)波折狀態(tài)。 如何使快速公交與普通公交之間的換乘更為準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)，是提高公交系統(tǒng)運(yùn)

4、行效率的重要方面。論文從快速公交與普通公交的現(xiàn)狀換乘方式及存在的問題，提出了快速公交與普通公交協(xié)調(diào)調(diào)度的必要性。對(duì)協(xié)調(diào)調(diào)度的定義、功能和過程以及涉及到的廣義成本進(jìn)行了界定。 以調(diào)度過程中的快速公交與普通公交換乘點(diǎn)為研究出發(fā)點(diǎn)，在普通公交調(diào)度中引入機(jī)動(dòng)時(shí)間的概念，建立了以出行乘客的換乘時(shí)間、等待時(shí)間和公交車輛運(yùn)營時(shí)間成本最小為目標(biāo)的協(xié)調(diào)調(diào)度模型，并給出了到達(dá)時(shí)間、發(fā)車頻率和機(jī)動(dòng)時(shí)間的約束條件，保證與快速公交一致性調(diào)度。 給

5、出了基于遺傳算法求解的求解過程，并給出2個(gè)算例分析，分別給出了快速公交與單一普通公交線路和多條普通公交線路的機(jī)動(dòng)時(shí)間優(yōu)化，優(yōu)化效果明顯，顯著減少了系統(tǒng)的成本值。遺傳算法因素分析表明，文中采用的變異率和種群規(guī)模有利于產(chǎn)生優(yōu)化解。 根據(jù)客流量變化情況，依賴先進(jìn)的技術(shù)手段，對(duì)快速公交車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度是調(diào)度的高級(jí)形式。論文研究了滯站、動(dòng)態(tài)跳站、短掉頭、發(fā)車調(diào)度四種實(shí)時(shí)調(diào)度策略，并進(jìn)行了對(duì)比分析。重點(diǎn)研究了快速公交動(dòng)態(tài)跳站調(diào)度模型，建立了

6、動(dòng)態(tài)調(diào)度的數(shù)學(xué)模型，確定將要發(fā)車的快速公交車輛的停靠形式，目標(biāo)函數(shù)為乘客的出行成本和車輛的運(yùn)營成本最小化，約束條件則充分考慮了時(shí)間約束、乘客數(shù)量等。采用二進(jìn)制編碼的遺傳算法進(jìn)行模型的求解。 通過數(shù)值算例驗(yàn)證，給出了推薦的跳站方案，跳站方案表明可以節(jié)省部分的?？繒r(shí)間，減少系統(tǒng)成本。為了綜合考慮定性因素對(duì)調(diào)度方案的影響，使調(diào)度方案的選擇更為科學(xué)合理，論文選擇了影響乘客因素和影響公交公司的12個(gè)方面的因素，引入網(wǎng)絡(luò)分析方法考慮因素之間

7、的相互聯(lián)系，對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)度策略的選擇進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在給定的情形下，四種策略中的實(shí)時(shí)放車調(diào)度和跳站調(diào)度的優(yōu)先權(quán)重值比較高，是需要優(yōu)先考慮的調(diào)度方式。 建立快速公交智能調(diào)度系統(tǒng)將有效保證快速公交運(yùn)營質(zhì)量，提供智能化的調(diào)度平臺(tái)。 論文從智能調(diào)度系統(tǒng)的需求分析入手，給出快速公交車輛智能化調(diào)度的目標(biāo)及總體設(shè)計(jì)要求，根據(jù)本論文的研究內(nèi)容和優(yōu)化算法，考慮了調(diào)度組合、與普通公交的協(xié)調(diào)調(diào)度以及實(shí)時(shí)調(diào)度，體現(xiàn)了快速公交的調(diào)度特點(diǎn)。 給出了