不確定信息環境下的公交調度魯棒最佳化及其控制策略

《不確定信息環境下的公交調度魯棒最佳化及其控制策略》是依託華南理工大學，由靳文舟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：不確定信息環境下的公交調度魯棒最佳化及其控制策略
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：靳文舟
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

城市公交調度是一個複雜的離散事件大系統，面臨著客流需求、行程時間、車次延誤時間等隨時空波動的不確定因素。為解決目前對不確定環境下公交調度相關研究方法的缺陷，本課題從計算機模擬的角度，套用魯棒最佳化理論，從單線到多線的公交班次延誤擴散機理解析切入，構建公交調度魯棒性評價指標，以提高公交調度計畫的抗干擾能力為目標，建立基於數學規劃的公交調度魯棒最佳化模型；搭建公交調度離散事件仿真平台，通過兩階段仿真研究置信區間下不同隨機干擾閾值區間魯棒性較好的公交調度方案及其特徵參數值，探討不同控制策略下各仿真性能評價指標與延誤特徵係數的關係，並給出最優控制策略組合；結合我國國情分析成本預算限制、運力約束等資源供給對公交調度魯棒性的影響，給出運營管理資源最佳化配置的建議；以廣州市第二公共汽車公司和澳門新福利公交公司為試點，促進研究成果的進一步完整和推廣套用。

結題摘要

在不確定環境下的公交網路協同調度及其魯棒性方面，本課題研究了基於不同控制策略的協同調度模式，構建公交調度魯棒性評價指標，探究了不同公交網路結構下的協同調度模式對於行程時間、延誤等不確定性因素的魯棒性。通過對實際公交數據進行實例研究，對不確定性因素進行擬合，並在擬合分布的基礎上進一步研究公交網路結構對協同調度魯棒性的影響。在上述模型求解過程中，根據不同的情況給出不同的算法，在實際公交運行數據上進行數值試驗，驗證調度模型的有效性，對調度模型的魯棒性進行對比分析。 在不確定環境下的公交動態調度方面，針對公交網路不確定性因素的傳播及其產生的串車等結果，研究單點控制策略，從公交網路角度分析控制策略的魯棒性。除了不確定因素的傳遞，仍考慮車輛行駛過程中對的駕駛恢復，並在此基礎上研究單點控制策略及其魯棒性。在上述模型的求解過程中，分別通過數值實驗和離散事件仿真對公交系統進行模擬，研究不同控制策略下的系統性能，並給出最優控制策略組合。 在需求回響式公交調度方面，研究了需求回響式公交與常規公交的選擇對於公交網路協同調度的影響。在此基礎上，進一步研究不同的需求回響式公交運營模式的調度最佳化問題。在上述模型的求解過程中，根據不同的情況設計不同的算法進行實驗，驗證調度算法的有效性以實現調度的最佳化。 在公交調度基本要素分析方面，針對新興出行方式之定製公交，研究了定製公交的出行意願預測及定價方法；對於常規公交研究了其時段劃分方法。在上述模型的建立及求解過程中，針對不同情形設計解決算法，為公交調度研究提供理論支持。 通過對公交調度基本要素和需求回響式公交調度的研究，為公交運營模式的設計、線路布局等公交設計層決策提供支持，提高公交網路的系統效益；對於公交網路協同調度模型及公交動態調度的研究有助於在調度層面實現公交最佳化設計，提高公交調度計畫的抗干擾能力和可執行性，緩解不確定環境因素對運營管理的影響。