基於車輛定位數據的公交集成調度研究

《基於車輛定位數據的公交集成調度研究》是依託華中科技大學，由沈吟東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於車輛定位數據的公交集成調度研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：沈吟東
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

針對我國公交實施最佳化調度面臨著主要參數缺乏且難以設定以及一系列特色約束難以處理等問題，本項目改變傳統的基於給定時刻表的公交調度思路，提出一個嶄新的適合國情的基於車輛定位數據的集成調度思路。主要內容包括：1、研究基於定位數據分析的調度參數最佳化設定方法，重點是充分挖掘公交企業已積累的大量定位數據，建立不同路段和時段的運營時間和車頭時距的機率分布模型，並基於此，自動設定柔性單程任務；2、研究基於柔性單程任務的公交集成調度問題，特別是分析柔性單程任務以及諸如人車捆綁和中式用餐等具有我國特色的約束限制，定義我國的基於柔性單程任務的公交調度科學問題，建立問題模型，並剪裁和融合多種超啟發式方法研製能夠處理我國特色問題且易操作和推廣的公交集成調度方法。此項研究有助於提高調度方案的效益、可執行率和準點率，為幫助公交企業降低運營成本、提高資源效益和服務水平並充分發揮現有車輛定位系統的作用奠定理論和方法基礎。

結題摘要

針對我國公交實施最佳化調度面臨著主要參數缺乏且難以設定以及一系列特色約束難以處理等問題，本項目改變傳統的基於給定時刻表的公交調度思路，提出一個嶄新的適合國情的基於車輛定位數據的集成調度思路。主要研究內容包括：（1）挖掘分析車輛定位數據；（2）研究基於定位數據分析的調度參數最佳化設定方法；（3）建立基於柔性單程任務的公交調度問題模型；（4）研究多種求解方法。該項目已經按計畫完成，主要研究成果如下： 一、 提出了基於車輛定位數據的公共運輸規劃與調度思路 本項目立足我國實際，結合歐美經驗，將最佳化調度理論與我國公共運輸規劃實踐相結合，完善了我國公共運輸規劃框架，提出了基於車輛定位數據的公共運輸規劃與調度思路與方法。將傳統的“老三樣”規劃與智慧型公交規劃、服務規劃和運營規劃“新三樣”集成在一起，填補了我國傳統線網規劃與實際運營工作之間的斷層。 二、 提出了基於定位數據分析的調度參數最佳化設定方法 充分挖掘公交企業已積累的車輛定位數據，利用統計學工具，研究了車輛定位數據分布模型，建立了不同路段和時段的運營時間和車頭時距的機率分布模型，並基於此，提出了自動設定柔性單程任務，從而為車輛調度問題提供了科學、準確的基礎數據。 三、 建立了基於柔性單程任務的公交調度問題模型 不同於傳統的車輛調度問題是基於固定時刻表編制最佳化的行車方案，本項目考慮現實中公交單程運營時間的波動性或不確定性，建立了基於柔性單程任務的公車輛調度多目標問題模型，從而有效平衡運營成本與準點率的矛盾。 四、研製了一系列公交最佳化調度方法 公車輛和駕駛員調度問題是世界公認的NP難問題，屬於熱點研究課題，具有重要的現實價值和理論意義。本項目取得了一系列創新研究成果，主要包括：提出了基於AVL數據的柔性調度方法，設計了集成整數規劃和啟發式方法的公車輛調度雜交方法；在駕駛員調度方面研發了一系列基於整數規劃和智慧型計算的通用性方法，例如改進的列生成策略和算法、嵌入混合遺傳算法的自適應演化方法和基於灰關聯分析的公交乘務調度方法等。 五、理論聯繫實際開展成果套用研究 本項目立足實際開展理論研究，取得的理論研究成果進一步在國內城市進行套用研究，例如在荊門市開展了公交運營分析研究，將基於AVL數據的單程時間設定方法套用於實際線路，設計出準確、執行率高的時刻表編制方法，進而保證最佳化調度方案不僅具有低成本而且具有較高準點率。