基于客流需求的公交车调度模型研究

基于客流需求的公交车调度模型研究

公共交通系统是城市交通的重要组成部分。公共交通的规划和设计对于改善城市交通环境、改善市民的交通状况、提高公交公司的经济效益和社会都非常重要。而一些公交公司在进行公交车的调度时,往往是凭经验公式来确定。虽然它具有一定的实用性,但它存在着明显的不足之处。本文通过对一条公交线路上下行各站客流情况的分析,为该线路的调度问题建立了数学模型,制定一个便于操作的全天公交车调度时刻表。1编制行车时刻表首末站发车时刻表是公共交通管理系统中一份重要的时刻表,是调度员工作以及车辆正常运行的基本依据。一个好的发车时刻表应体现乘客和公交公司双方利益的均衡,而编制发车时刻表的关键是发车的时间间隔。对乘客来说,发车间隔短比长好,这样乘客的等车时间少和不用拥挤;另一方面,公交公司则希望发车间隔长一点,这样满载率就会高,投入运营的车辆总数和发车总次数就少。因此,在某种程度上,两者之间的利益是对立的。2乘客通过增长的通过平均速度内公交车行驶过程中不存在阻赛现象,且公交车之间依次行进,不存在超车现象。每个时间段内乘客到站的人数服从均匀分布。各站乘客上下车的时间和公交车在各个车站停留的时间均被考虑在公交车的平均速度之内。公交车按发车时刻表顺次发车,准时到达每个站点。3不同时段、不同乘客、2.Ai-第i个车站;Hti-t时间段在第i个车站处时公交车上的净人数;Wti:第t时间段第i个车站的上车人数;wti:第t时间段内第i个车站的下车人数;mti:第t-1时间段内没下车的人在第t个时间段第i个车站下车的人数;∆Tt:t时间段发车的时间间隔;dij:第i个车站到第j个车站的距离;v:公交车的平均速度;nt:t时间段内所需的最小车次数;Stk:t时间段内第k辆车行驶的路程。4合同规定乘客候车时间一般不要超过10分钟,早高峰时一般不要超过5分钟。5乘客双边分配算法编制时刻表公交公司进行公交车的调度,所以尽量优先考虑公司的效益,因此nt要取最小值,将上序约束条件化简得:一般时期:显然,要求nt,就先要确定Hti。而Hti可由如下关系式求得:其中,mti是在第t-1时间段上车,而在第t时间段第i站下车的人数。因为Wti、wti通过调查统计很容易采集到,所以问题变成确定mti是关键。现作一个简单假设:从t-1时间段跨越到t时间段的乘客在他所要经过的车站平均分配。毫无疑问,第1时间段的mti全部为0,则由统计的Wti和wti可计算出第1时间段上下车的人数。先根据以下(3)式算出第几辆车开始出现跨时间段。再算出跨时间段的各车辆(不防设第k辆车跨了时间段)在t-1时间段经过的站点:则第k辆车在t时间段经过的每各站点的下车人数为:求mti和Hti在C++builder6.0环境下的算法如下:确定公交公司在某条线路上需要配备的总车辆数公交车在调度过程中,不同的时间段所需的车次数是随着客流量的变化而变化的,一个工作日中的客流量最高峰期决定了公交公司所需派发出的车辆数。只要求出上下高峰期车次之和最大的车辆数,就求出了这一天内所需要的最小的车辆数。因为同一单位时间段内发车间隔相等,所以根据发车数可计算出在某个时间段里的一个行程内两个起点站发出的总车次数。即起点站发出的车辆数可表示为:求解乘客的平均等待时间实际等待的时间为T,设全部人都从上一辆车开走等到下一辆车到达的时间为Tˊ,由模型的分析和假设可看出,T=Tˊ/2。因此乘客的平均等待时间为:其中:Wti上表示t时段i站上行方向的上车人数,Wti下表示t时段i站下行方向的上车人数。其算法如下:6车辆数量计算以2001年CMCMB题公交车调度的最优化问题的基本数据为样本对上述模型进行检验。以上行为例,通过在BorlandC++Builder6平台下的编程计算得到各时间段发车次数和发车时间间隔(如表1所示)。由上表可知高峰时段所需的最大车次数为42,由已知计算出从起点到终点所需的时间为:,则根据(6)式可求出44min内上行方向A13站发出的车辆数为,取整后为31辆,即上行方向需要的总车辆数为31辆。同理,可计算出下行方向需要的总车辆数为辆,取整后为17辆。所以此线路上总共需配备48辆车。由公式(7)可得出乘客的平均等待时间为4.85min。7乘客到站不均匀问题(1)本模型建立的前提是在一个时间段内乘客到站服从均匀分布,而实际上乘客到站时间不可能都服从均匀分布。特别是高峰期情况下,乘客到站的不均匀分布会使模型的结论误差较大。为削弱高峰期情况下这种不均匀分布带来的影响,可适当减少统计的间隔时间,并通过调查更多的数据和资料来寻找其中的