【高校校车调度多目标规划模型构建分析概述3400字】

11高校校车调度多目标规划模型构建分析概述 1 1 2 2 2 3 3 3 4 61.1优化场景的行为模型可将乘客行为表示如图4-1所示。起终点换乘点不同线路乘客①■中*②3和②先后发车，起点有乘客正在上车；由于L1线路尚未到达换1站点，因此仅有LO乘客等待；3站点由于车辆满载而发生滞留，等待②车运载；L2线路已经经过换站点，因此由LO及L2乘客等待；5站点由于①满载，将直接等待②车运22基于上述讨论，对优化模型进行如下假设：(1)到达率：通过客流调查可以获得每个站点的上车人数，并认为在运营时段内，乘客到达为均匀分布，到达速率为每分钟nj人。(2)乘客存在滞留现象，当因最大满载率限制无法上车时，乘客将等待下一车次。(3)乘客存在换乘现象，换乘乘客将在换乘车辆到达的时间节点全部到达。(4)车辆经历到达减速、停车、起步加速、正常行驶四个过程，平均速度由线路长度与运营时间相除计算。(5)车辆能耗情况与车辆状态持续时间成正比。(6)忽略车套车情况。(7)换乘乘客与直接等待乘客优先级相同，出现因拥挤无法上车时，按先到先上上车。(8)不同换乘线路车次数量相同。1.2.2目标函数的确定由上一章节中解释结构模型分析结果来看，乘客、运营方及外部性三个优化目标作为顶层影响因素，受到多个因素的直接与间接影响。而其中，从因素类型来看，固定成本、变动成本、乘客等待成本与换乘成本、空气污染、线路均衡率更加方便数值计算或容易表达，为常用目标函数。因此，本模型中对目标函数的考虑为：(1)考虑车辆固定成本，由各车型车辆购买价格与所需数量计算确定。(2)考虑车辆变动成本，由各车型的不同状态行驶时间、油耗系数与折旧(3)考虑乘客等待成本，由非换乘乘客的n次等待时间加和确定。(4)考虑乘客换乘成本，由换乘乘客的n次等待时间加和确定。(5)考虑空气污染影响，由各车型油耗量与有害气体排放转化系数确定。(6)考虑线路均衡率，由不同车次o在终点站前的时间节点下，满载率情况确定。33结合文献研究与ISM小组对所研究的A高校场景的讨论，本研究模型应考(1)为满足一定的政策要求，设置最大与最小发车时间间隔。(3)为满足一次性投入与运营成本要求，应对车队的总规模进行限制。(4)发车的总间隔不应该超过运营时长。(5)当所有车辆发完时，应保证所有到达乘客均获得上车机会。1.3.1符号说明明，如表4-1所示。1J0车次标识，o=1,2,…,λL线路长度换乘车次标识，ci=1,2,…,hccsYS匀速行驶长度第o次车与上一次车间的发车间隔V车辆匀速行驶速度从第j站点出发车的起步时间油耗与二氧化碳排放量的相关系数到达第j站点车的减速时间g单位等待成本第0车次车在第j站停车时间第In条换乘线路的第ci辆车到达第tr换乘点的搭乘第1班公交人数B所有车次均衡率方差第In条换乘线路的第ci辆车到达第tr换乘点的搭乘第2班公交人数44第In条换乘线路的第ci辆车到达第tr换乘点时间第In条换乘线路的第ci次车到达第最大最小间隔车的时间最大最小载客率第0-1次车经过第j站点后，滞留(1)车辆固定成本h为车辆类型数量，yi为第i种车数量，ci为第i种车的一次性投入价格。(2)车辆变动成本车辆变动成本包括折旧(与行驶里程、不同车型的折旧系数有关)与变速油惯一致假设，车辆变动成本V计算为L为线路长度，wi为第i种车折旧系数，Ai为第i种车发车次数；Y1,为第i种车在变速时的油耗系数，Taj表示从第j站点出发车的起步时间，Taj表示到达为用来标记第o次车为第i种车型的0-1变量。(3)空气污染成本55α为油耗与二氧化碳排放量的相关系数。(4)换乘乘客等待成本研究场景中，存在乘客由其它线路换乘至研究线路的情况。基于不考虑乘客下车时间的假设，乘客下车后将与原有乘客一起等待，并在相同优先级限制下，可能存在满载无法搭乘情况。由于所有乘客均为高校教师，群体中个体存在相似性，因此引入一个相等的单位等待时间成本，则搭乘不同线路到不同换乘站点进行换乘的乘客等待成本T可由单位等待时间成本与等待时间的乘积进行计算，即g为单位等待成本，Q1.为第In条换乘线路的第ci辆车到达第tr换乘点的搭乘第1班公交人数，Q2,c为第In条换乘线路的第ci辆车到达第tr换乘点的搭乘第2班公交人数，t.为第In条换乘线路的第ci辆车到达第tr换乘点时间，为第In条换乘线路的第ci次车到达第tr换乘点后研究线路到达的第1班车的到达时间。(5)非换乘乘客等待成本这部分乘客分两部分构成，一部分为滞留乘客，一部分为刚到达乘客。第o-1次车经过第j站点后，滞留乘客数量z1;均匀到达且到达率为η;时，对于第o次车，在第j站点的非滞留乘客数量若等待单位时间成本为g,则运营时间内的非换乘乘客的等待总成本为(6)线路均衡率66对于第o次车，其最大载客率Bo的计算为令所有车次均衡率均值为B,则线路均衡率综上所述，将所述的固定成本C,变动成本V,空气污染成本P,乘客换乘成本T,乘客等待成本W及线路均衡率B进行单目标表示，则时刻表编制的总目标函数为其中，P₁P₂P₃为优先级系数，&1-84为成本权重系数。对于赋予优先级的多(1)发车间隔最大最小约束对于每相邻两车次，其发车间隔不能溢出最大最小间隔约束，则有