《基於隨機運營時間的公交魯棒車輛調度研究》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：基於隨機運營時間的公交魯棒車輛調度研究
- 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,結題摘要,
中文摘要
公交線路的單程運營時間是公交調度的重要參數，一般被預先設定為確定值，但是由於受交通流、客流和運營條件等因素影響，它往往是隨機變化的。本項目擬改變傳統的基於固定單程運營時間的公車輛調度思路，提出一個嶄新的基於隨機運營時間的魯棒車輛調度思路。主要內容包括：（1）基於大量的公交運營記錄數據，選取一組候選分布模型，然後通過分布擬合，對高低峰不同時段分別建立運營時間的機率分布模型，為本項目奠定數據基礎；（2）建立基於隨機運營時間的車輛調度模型，這是隨機模型，不同於現有的確定性模型，無需事先人為設定單程運營時間且可以考慮晚點機率和晚點傳遞，從而提高調度方案的魯棒性；（3）剪裁和融合多種超啟發式方法，研製能夠有效求解隨機模型的魯棒車輛調度方法。此項研究有助於幫助公交企業降低運營成本，同時提高調度方案的魯棒性，即有效平衡運營成本和準點率，從而為解決具有複雜多變的運營環境和條件的公交調度問題奠定理論和方法基礎。
結題摘要
針對公交運營受到交通流、客流和運營條件等眾多變化因素的影響，導致單程運營時間隨機變化，本項目改變傳統的基於固定運營時間的公車輛調度思路，提出了一個嶄新的基於隨機運營時間的魯棒車輛調度思路。主要研究內容包括：（1）基於分布擬合建立複合單程時間機率分布模型；（2）建立公車輛調度隨機最佳化模型；（3）研究多種求解方法。主要研究成果如下：一、提出了一種基於分布擬合的單程時間建模方法針對公共運輸企業積累的大量運營數據，選擇一組備選分布模型進行分布擬合，建立了複合單程時間模型。實驗結果表明在複雜多變的交通狀況下，複合單程時間模型能更精確地吻合實際單程時間分布，為建立車輛調度隨機模型奠定了隨機參數基礎，同時，也可以作為其他各種基於單程時間模型的公共運輸領域研究的基礎。二、建立公車輛調度隨機最佳化模型針對現實中單程時間是隨機變化的，特別是在包括我國在內的開發中國家和地區，公交運營道路環境和運營條件極為複雜和多變，單程時間的不確定性普遍存在，本項目建立了公車輛調度隨機最佳化模型，有助於大幅提高調度方案的魯棒性，並令調度人員擺脫了繁雜、困難和耗時的運營時間參數設定工作。四、研製了一系列公交最佳化調度方法公交調度問題屬於NP難問題，具有重要的現實價值和理論意義。本項目研製了一系列最佳化方法，主要包括：設計了改進的人工蜂群算法，基於自適應差分算法、基於生物地理學算法的公共運輸時刻表最佳化方法，基於貝葉斯網路的公交調度分布估計方法，以及基於HTN的公交動態調度方法等。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，並進一步在國內外城市進行套用研究，例如在“孝感市城市公共運輸規劃”和“新加坡紅山公交服務包運營排班方案審核諮詢”項目中，開展了公交隨機運營時間分析與建模研究，並套用於智慧型車輛調度中，設計出低成本、高準點率的魯棒車輛調度方案，為我國城市公交發展和投標新加坡的公交運營權做出貢獻。
