CN102394011A - 公交车自动化动态调度系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种公交车自动化动态调度系统及方法，通过车载终端上传的GPS数据和车辆到离站数据以及历史模型参数，获得车辆到达首末站的时间；通过车辆到达首末站的时间和数据库中当前线路的运营指标、车辆状态和发车规则数据，获得下一发车周期的发车间隔；根据发车间隔获得下一周期的发车时刻点，依据排队规则从可用车辆集合中获取车辆，进而生成发车计划，并发送到调度客户端，实现公交车辆发车计划的自动调整，进而实现公交车辆的自动发车，减轻调度人员的工作强度，提高工作效率，同时提高发车水平，给出行者提供更好的出行体验，为企业实现集中调度、现场调度、单边调度、双边调度奠定技术基础。

Description

公交车自动化动态调度系统及方法

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种公交车自动化动态调度系统及方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，城市化和机动化进程加快，城市机动车辆迅速增多，交通拥堵状况加剧。在国家公交优先的政策下，通过智能技术发挥公交优势，改善居民出行方式日益受到重视。

随着公交信息的深入开展，智能化调度的应用越来越广泛。由于我国公交起步不同，各城市间的公交运营管理模式也差别较大，但是总的归纳起来主要有集中调度、现场调度、单边调度、双边调度等静态模式，而按计划静态调度是指根据制定好的行车计划表进行自动化发车，但是在实际的应用中，由于路面交通状况等因素的影响，公交车辆很难按照规定的时间点发车。调度人员需要大量修改制定的静态发车计划，严重影响了发车效率，也达不到公交智能化的目的。

因此提出一种基于我国目前多种运营模式下的公交车自动化动态调度系统及方法则成为本发明面临的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提出一种基于多种运营模式下的公交车自动化动态调度系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明首先提出一种公交车自动化动态调度方法，包括如下步骤：

a、通过车载终端上传的GPS数据和车辆到离站数据以及历史模型参数，获得车辆到达首末站的时间；

b、通过车辆到达首末站的时间和数据库中当前线路的运营指标、车辆状态和发车规则数据，获得下一发车周期的发车间隔；

c、根据发车间隔获得下一周期的发车时刻点，依据排队规则从可用车辆集合中获取下一发车点要发的车辆，进而生成发车计划，并发送到调度客户端。

进一步地，所述a步骤中车辆到达首末站的时间模型表达式为：

$\mathrm{tB}=\mathrm{DIS}(B,S2)/\mathrm{VB}+{\mathrm{\Σ}}_{i=2}^{n=1}t1(\mathrm{Si},\mathrm{Si}+1)+{\mathrm{\Σ}}_{i=2}^{n=1}t2\left(\mathrm{Si}\right),$

其中，tB：车辆B到达站点Sn的时间；VB：车辆B的即时速度；DIS(B，Si)：车辆B到站点Si之间的距离子算法；t1(Si，Si+1)：站点Si到Si+1行驶时间；t2(Si)：站点Si停车时间。

进一步地，所述b步骤中发车间隔的模型表达式为：

$T_A=\frac{t_1+t_2+2t_0}{A}$

其中，T_A：下一个发车周期T内的发车间隔；A：下一个发车周期T内的可用车辆数；t₁：上行单程行驶时间；t₂：下行单程行驶时间；t₀：首末站的最短停站时间。

进一步地，所述历史模型参数包括时段、该时段的某站点间的历史车速、加权值、车辆满载率。

本发明另外还提出一种公交车自动化动态调度系统，包括车载终端、数据存储器、车辆预测装置、动态发车计算装置及调度客户端，所述车辆预测装置接收车载终端及数据存储器发来的数据进行处理后，将车辆到达首末站的时间输出给所述动态发车计算装置，所述动态发车计算装置再根据接收的数据存储器传来的数据进行处理后输出发车计划给所述调度客户端。

本发明的优点和积极效果如下：

1、可满足多种运营调度模式，由于本发明可以实时看到车辆的运营状态，因此调度人员可以根据车辆状态及运营指标的要求做出正确判断，从而根据动态生成的行车计划进行自动发车。

2、发车计划实用性强，传统发车间隔计算方法以客流为依据，但是在实际应用中无法得到站台上的实时客流数据，即使通过客流检测器或者打卡数据可以得到车辆上现有的客流数据，但这个数据也是滞后数据，因此实用性不强。本发明是结合当前我国公交企业的实际应用情况，以周转时间、停站时间及可用车辆数为计算因子，充分考虑当前我国公交的综合管理能力，具有较强的实用性。

3，提高调度人员工作效率，由于静态调度很难满足实际运行情况的变化，因此造成调度人员需要频繁的调整行车计划，现有的静态调度，每名调度只能管理1到2条线路，管理的车辆数一般在40-60辆左右。通过本发明每名调度人员可以管理4到6条线路，车辆数可以达到200辆左右。

附图说明

图1是本发明公交车自动化动态调度系统框图；

图2是站点及车辆位置示意图；

图3是动态发车计算流程图；

具体实施方式

首先，简要阐述本发明的原理。

本发明根据线路车辆配置、线路运营特点、车辆运行状况，同时综合考虑我国线路运营存在早低峰、早高峰、平峰、晚高峰、晚低峰的特点，结合线路历史运营数据，通过具体算法实现公交车发车计划的自动生成，进而实现公交车的自动化动态调度，减轻调度人员的工作轻度，提高工作效率，同时提高发车水平，给出行者提供更好的出行体验，为企业实现集中调度、现场调度、单边调度、双边调度奠定技术基础。

下面结合附图对本发明进行详细阐述。

实施例一，参考图1，本实施例公交车自动化动态调度系统，包括车载终端、数据存储器、车辆预测装置、动态发车计算装置及调度客户端，所述车辆预测装置接收车载终端及数据存储器发来的历史模型库数据进行处理后，将车辆到达首末站的时间输出给所述动态发车计算装置，所述动态发车计算装置再根据接收的数据存储器传来的静态数据进行处理后输出发车计划给所述调度客户端。

所述车载终端安装在车辆上，通过GPS模块接收GPS数据，通过GPRS将GPS数据上传至通讯装置，通讯服务装置负责将GPS数据、到离站数据发送至车辆预测装置。

所述历史模型库提供车辆在某一时段内的车辆满载率、某站点间的历史车速、加权值等信息。

所述静态数据提供线路运营指标、车辆状态(是否维修等)、发车规则等信息。

所述车辆预测装置通过获取的车载终端上传的GPS数据和车辆到离站数据以及历史模型参数，计算线路上运行的车辆预计到达首末站的时间。

所述动态发车计算装置通过获取车辆预测服务转发的数据和数据库中存储的当前线路的运营指标、车辆状态和发车规则数据，计算下一发车周期的发车间隔，进而生成发车计划，生成的发车计划转发给调度客户端，实现自动化的动态调度。

实施例二，公交调度中，线路运营正常的情况下采用静态调度，系统根据车辆资源判断不能按照静态计划执行时，自动启动动态调度计划。

本实施例公交车自动化动态调度方法如下：

步骤一、通过车载终端上传的GPS数据和车辆到离站数据以及历史模型参数，获得车辆到达首末站的时间，进而确定未来一个发车周期内，首末站的可用车辆数。

其中，GPS数据每15秒(可配置)上传一次，数据包含车辆当前的经度、纬度、速度、方向角；车辆到离站数据包含车辆到达站点序号、车辆到站或者车辆离站信息。

参考图二，车辆B到达站点Sn的时间算法模型表达式如下：

$\mathrm{tB}=\mathrm{DIS}(B,S2)/\mathrm{VB}+{\mathrm{\Σ}}_{i=2}^{n=1}t1(\mathrm{Si},\mathrm{Si}+1)+{\mathrm{\Σ}}_{i=2}^{n=1}t2\left(\mathrm{Si}\right),$

其中，tB：车辆B到达站点Sn的时间；VB：车辆B的即时速度；DIS(B，S2)：车辆B到站点S2之间的距离子算法，该距离算法依赖参数如下：B在S1的GPS里程(MBS1)，B的经纬度(LOCB)、B在当前位置的GPS里程(MB)、站点S1和S2间的距离D_S1S2；t1(Si，Si+1)：站点Si到Si+1行驶时间，该算法依赖于历史模型库，其主要建模参数如下：时段Tm、站间距(D(Si，Si+1))、车速VB、加权值Q等；t2(Si)：站点Si停车时间，该算法依赖于历史模型库，其主要建模参数有时段Tm、载客率P、加权值Q等。

步骤二，参考图三，发车计划生成过程如下：

步骤001：获得预计到达车辆

本步骤通过车辆预测装置获得车辆到达首末站的时间，进而确定车辆是否能够按点返回，进而确定能否给车辆安排下一趟次相应的时间，从而获得预计到达的车辆数；

步骤002：获得其他加入运营车辆，即临时加入的车辆

步骤003：获得可用车辆B1......Bn

即通过步骤001和步骤002获得在某一站点可发出的车辆。

步骤004：获得排队规则

步骤005：获得车辆B

通过步骤003和步骤004获得下一发车点要发的车辆B

步骤006：发车间隔算法

通过车辆到达首末站的时间和数据库中当前线路的运营指标、车辆状态和发车规则数据，获得下一发车周期的发车间隔；

其中，发车间隔的模型表达式为：

$T_A=\frac{t_1+t_2+2t_0}{A}$

式中，T_A：下一个发车周期T内的发车间隔；A：下一个发车周期T内的可用车辆数，未来一个发车周期T内的可用车辆数为当前首末站可用车辆数与在T周期内可以返回的车辆数之和。所谓当前站可用车辆数为当前首末站车辆总数与维修车辆、停运车辆之差；t₁：上行单程行驶时间；t₂：下行单程行驶时间；t₀：首末站的最短停站时间，具体根据线路特点制定t₁、t₂、t₀的时间。

步骤007：获得发车时刻点T

根据发车间隔获得下一周期的发车时刻点T，本周期内第n个发车时刻点的计算方法为：Tn＝Tp+T_AX(n-1)，n＜T/T_A；其中：Tn：第n个发车时刻点；Tp：上一发车周期的最后一个发车时间点；TA：下一个发车周期T内的发车间隔；T_AX(n-1)：第n个发车点距离第一个发车点的间隔。。

步骤008：获得排队BT

通过步骤005获得的下一发车点要发的车辆B以及步骤007获得的下一周期的发车时刻点T，生成一排队BT。

通过动态发车计算装置，按照线路为单位转发到各个调度应用终端，即可实现公交车自动化的动态调度。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种公交车自动化动态调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、通过车载终端上传的GPS数据和车辆到离站数据以及历史模型参数，获得车辆到达首末站的时间；

b、通过车辆到达首末站的时间和数据库中当前线路的运营指标、车辆状态和发车规则数据，获得下一发车周期的发车间隔；

c、根据发车间隔获得下一周期的发车时刻点，依据排队规则从可用车辆集合中获取下一发车点要发的车辆，进而生成发车计划，并发送到调度客户端。

2.根据权利要求1所述的公交车自动化动态调度方法，其特征在于：所述a步骤中车辆到达首末站的时间模型表达式为：

$\mathrm{tB}=\mathrm{DIS}(B,S2)/\mathrm{VB}+{\mathrm{\Σ}}_{i=2}^{n=1}t1(\mathrm{Si},\mathrm{Si}+1)+{\mathrm{\Σ}}_{i=2}^{n=1}t2\left(\mathrm{Si}\right),$

其中，tB：车辆B到达站点Sn的时间；VB：车辆B的即时速度；DIS(B，S2)：车辆B到站点S2之间的距离子算法；t1(Si，Si+1)：站点Si到Si+1行驶时间；t2(Si)：站点Si停车时间。

3.根据权利要求1或2所述的公交车自动化动态调度方法，其特征在于：所述b步骤中发车间隔的模型表达式为：

$T_A=\frac{t_1+t_2+2t_0}{A}$

其中，T_A：下一个发车周期T内的发车间隔；A：下一个发车周期T内的可用车辆数；t₁：上行单程行驶时间；t₂：下行单程行驶时间；t₀：首末站的最短停站时间。

4.根据权利要求3所述的公交车自动化动态调度方法，其特征在于：所述历史模型参数包括时段、该时段的某站点间的历史车速、加权值、车辆满载率。

5.一种公交车自动化动态调度系统，其特征在于：包括车载终端、数据存储器、车辆预测装置、动态发车计算装置及调度客户端，所述车辆预测装置接收车载终端及数据存储器发来的数据进行处理后，将车辆到达首末站的时间输出给所述动态发车计算装置，所述动态发车计算装置再根据接收的数据存储器传来的数据进行处理后输出发车计划给所述调度客户端。

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