CN105261211A

CN105261211A - 一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法

Info

Publication number: CN105261211A
Application number: CN201510530853.0A
Authority: CN
Inventors: 董红召; 孔娟娟; 陈宁
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: CN105261211B

Abstract

一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法，包括：步骤1.采集历史数据，包括通过人工调查或者视频图像识别等方法采集公交车在各站点的上车人数利用公交车车载GPS设备得到公交车的到达各站点的时间其中，为公交车在第i班车到达第j个公交车站的上车人数，为第i班车到达第j个公交车站的时间；步骤2.分析上述历史数据，综合客流需求与道路交通拥堵状态进行发车间隔过渡方法的时间段划分；步骤3.综合客流需求与道路交通拥堵状态建立发车间隔过渡模型；步骤4.将步骤1采集到的历史数据步骤2与步骤3中的模型中得到过渡发车间隔。

Description

一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法

技术领域

本发明属于公共交通系统技术领域，尤其涉及一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法。

背景技术

公交服务系统是城市生活中不可或缺的重要组成部分，合理的公交调度管理能更好提高公交系统的服务水平与运营效率的保障，发车间隔的设计是公交调度的核心要素之一，对能否满足人们的乘车需求起着关键作用。但实际中经常出现客流需求与公交服务能力不匹配的现象，如站点串车或车厢内过度拥挤。这说明现有的发车间隔设计存在很大问题。

传统的发车间隔设计是根据客流需求将公交车全天的运营时间划分为若干时段，并根据各时段的客流需求划分发车间隔。但这种方式将公交运营环境理想化，而实际上公交车运行经常受道路交通拥堵状态的影响，导致公交到站的大间隔或串车现象，使实际的客流需求与公交运力不匹配，降低公交服务水平。经分析，时段内的发车间隔不受道路交通拥堵状态影响，发车间隔的确定仅取决于客流需求，而时段与时段之间的过渡会同时受交通拥堵状态和客流需求两方面的影响。因此，需要一种针对发车时段之间的过渡发车间隔的设计方法，该方法兼顾客流需求与道路交通拥堵状态制定公交发车计划。

发明内容

本发明要克服现有公交发车计划的制定技术不能兼顾客流需求与道路交通拥堵状态的问题，提出一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法。

本发明方法将客流需求与道路交通拥堵状态同时作为发车间隔的重要影响因素，通过设计发车时段间的过渡发车间隔(图2)，在满足客流需求的同时减小交通拥堵状态对客流需求匹配的影响。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:

一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法，包括：

1.采集历史数据，包括通过人工调查或者视频图像识别等方法采集公交车在各站点的上车人数利用公交车车载GPS设备得到公交车的到达各站点的时间其中，为公交车在第i班车到达第j个公交车站的上车人数，为第i班车到达第j个公交车站的时间。

2.分析上述历史数据，综合客流需求与道路交通拥堵状态进行发车间隔过渡方法的时间段划分。

3.综合客流需求与道路交通拥堵状态建立发车间隔过渡模型。

4.将步骤1采集到的历史数据步骤2与步骤3中的模型中得到过渡发车间隔。

其中，步骤2所述综合客流量与道路交通拥堵状态进行发车间隔过渡方法的时间段划分，具体为：

(21)统计分析历史数据。根据步骤1采集到的数据可得到公交车的到站时间则相继两辆公交到达某站点的时间间隔为：相应的乘客到达率乘客总到达率公交运送速度其中，为第i-1,i次公交车到达j站点时间间隔。为第i次公交车在j站点的乘客到达率即运载乘客在单位时间内到达车站人数。f_i为第i班车在各站点的乘客到达率总和。

(22)特征时间段的划分。利用有序聚类划分方法分别将数据集{f₁、f₂、f₃、f₄、f₅……}与划分为若干集合_，从而将公交运营时间分别划分为若干具有不同客流需求特征的时段[a₁,a₂]、[a₂,a₃]、[a₃,a₄]、[a₄,a₅]、[a₅,a₆]……与不同交通拥堵状态特征的时段[a₁,b₁]、[b₁,b₂]、[b₂,b₃]、[b₃,b₄]、[b₄,b₅]……。

(23)综合时段划分结果确定综合特征下的发车时段。对上述两组时间段划分结果结果按时间先后顺序重新进行排列，得到最终的发车间隔时段，如图3所示意。

其中，步骤3所述综合客流需求与道路交通拥堵状态建立发车间隔过渡模型进一步包括：

(31)基于客流需求的发车过渡模型建立。引入定义客流需求系数ε_r用于表示相邻两时段的客流需求变化，其计算方法为：式中，表示第r、r+1时段内的平均乘客到达率，即该时段内车次乘客到达率的平均值。

设T_(r,r+1)为第r与第r+1个时段的过渡发车间隔，T_r+1为分界点将T_(r,r+1)分割为T_(r,0)、T_(0,r+1)两部分，T_(r,0)计算方法为：T_(r,0)＝(T_r+1-T_r-q_rt_r)。式中，T_r、T_r+1为时段划分结果中第第r个时段的分界点，。t_r为第r个时段内的发车间隔，q_r为被划分到第r个时段的公交车总班次即对T_r/t_r的值取整得到。

为使发车间隔与客流需求匹配，则在T_(0,r+1)时间段内的乘客累积量应与相应客流需求下(t_r-T_(r,0))时间段内的乘客量一致，所以T_(0,r+1)的计算方法为：T_(0,r+1)＝ε_r(t_r-T_(r,0))＝ε_r[t_r-(T_r+1-T_r-q_rt_r)]。

进一步地，基于客流需求的发车过渡间隔T′_(r,r+1)的计算方法为：T′_(r,r+1)＝T_(r,0)+T_(0,r+1)＝ε_rt_r+(1-ε_r)(T_r+1-T_r-q_rt_r)

(32)交通综合因素下的发车过渡模型建立。

引入交通拥堵系数γ_r来表征相邻时段的相对交通拥堵状态，其计算方法为：

γ_{r} = \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1}}

式中，为第r、r+1时段的平均公交运送速度即该时段内车次运送速度的平均值。

在满足客流需求的基础上考虑交通拥堵状态变化对发车间隔的影响，T_(0,r+1)表示为：T_(0,r+1)＝ε_rγ_r[t_r-(T_r+1-T_r-q_rt_r)]

进一步地，交通综合因素(兼顾客流需求与交通拥堵状态)影响条件下的发车过渡表示方法为：

T_{(r, r + 1)} = γ_{r} ϵ_{r} t_{r} + (1 - γ_{r} ϵ_{r}) (T_{r + 1} - T_{r} - q_{r} t_{r}) \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r} t_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r + 1}} + (1 - \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r + 1}}) (T_{r + 1} - T_{r} - q_{r} t_{r}) .

本发明的优点是：本发明克服了传统发车间隔制定方法忽略道路交通拥堵状态影响的缺陷，避免了由道路通行状况引起的发车计划与客流需求不匹配的弊端，提供了更符合客流需求变化的发车方案，对改进公交运营管理质量能提供较好的辅助决策支持。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

图2为过渡发车间隔示意图(图中横线表示时间轴)。

图3为发车时段划分示意图(图中横线表示时间轴)。

具体实施方式

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:

一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法，包括：

(32)交通综合因素下的发车过渡模型建立。

γ_{r} = \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1}}

T_{(r, r + 1)} = γ_{r} ϵ_{r} t_{r} + (1 - γ_{r} ϵ_{r}) (T_{r + 1} - T_{r} - q_{r} t_{r}) \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r} t_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r + 1}} + (1 - \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r + 1}}) (T_{r + 1} - T_{r} - q_{r} t_{r}) .

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.一种交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法，包括：

步骤1.采集历史数据，包括通过人工调查或者视频图像识别等方法采集公交车在各站点的上车人数利用公交车车载GPS设备得到公交车的到达各站点的时间其中，为公交车在第i班车到达第j个公交车站的上车人数，为第i班车到达第j个公交车站的时间；

步骤2.分析上述历史数据，综合客流需求与道路交通拥堵状态进行发车间隔过渡方法的时间段划分；

步骤3.综合客流需求与道路交通拥堵状态建立发车间隔过渡模型；

步骤4.将步骤1采集到的历史数据步骤2与步骤3中的模型中得到过渡发车间隔。

2.如权利要求1所述的交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法，其特征在于：步骤2所述综合客流量与道路交通拥堵状态进行发车间隔过渡方法的时间段划分，具体为：

(21)统计分析历史数据。根据步骤1采集到的数据可得到公交车的到站时间则相继两辆公交到达某站点的时间间隔为：相应的乘客到达率乘客总到达率公交运送速度其中，为第i-1,i次公交车到达j站点时间间隔。f_i ^j为第i次公交车在j站点的乘客到达率即运载乘客在单位时间内到达车站人数。f_i为第i班车在各站点的乘客到达率总和。

(22)特征时间段的划分；利用有序聚类划分方法分别将数据集{f₁、f₂、f₃、f₄、f₅……}与划分为若干集合_，从而将公交运营时间分别划分为若干具有不同客流需求特征的时段[a₁,a₂]、[a₂,a₃]、[a₃,a₄]、[a₄,a₅]、[a₅,a₆]……与不同交通拥堵状态特征的时段[a₁,b₁]、[b₁,b₂]、[b₂,b₃]、[b₃,b₄]、[b₄,b₅]……；

(23)综合时段划分结果确定综合特征下的发车时段；对上述两组时间段划分结果结果按时间先后顺序重新进行排列，得到最终的发车间隔时段，如图3所示意。

3.如权利要求1或2所述的交通综合因素影响下的公交发车间隔过渡方法，其特征在于：步骤3所述综合客流需求与道路交通拥堵状态建立发车间隔过渡模型进一步包括：

(31)基于客流需求的发车过渡模型建立；引入定义客流需求系数ε_r用于表示相邻两时段的客流需求变化，其计算方法为：式中，表示第r、r+1时段内的平均乘客到达率，即该时段内车次乘客到达率的平均值；

设T_(r,r+1)为第r与第r+1个时段的过渡发车间隔，T_r+1为分界点将T_(r,r+1)分割为T_(r,0)、T_(0,r+1)两部分，T_(r,0)计算方法为：T_(r,0)＝(T_r+1-T_r-q_rt_r)；式中，T_r、T_r+1为时段划分结果中第第r个时段的分界点，；t_r为第r个时段内的发车间隔，q_r为被划分到第r个时段的公交车总班次即对T_r/t_r的值取整得到；

为使发车间隔与客流需求匹配，则在T_(0,r+1)时间段内的乘客累积量应与相应客流需求下(t_r-T_(r,0))时间段内的乘客量一致，所以T_(0,r+1)的计算方法为：T_(0,r+1)＝ε_r(t_r-T_(r,0))＝ε_r[t_r-(T_r+1-T_r-q_rt_r)]；

基于客流需求的发车过渡间隔T′_(r,r+1)的计算方法为：T′_(r,r+1)＝T_(r,0)+T_(0,r+1)＝ε_rt_r+(1-ε_r)(T_r+1-T_r-q_rt_r)

(32)交通综合因素下的发车过渡模型建立；

式中，为第r、r+1时段的平均公交运送速度即该时段内车次运送速度的平均值；

交通综合因素(兼顾客流需求与交通拥堵状态)影响条件下的发车过渡表示方法为：

T_{(r, r + 1)} = γ_{r} ϵ_{r} t_{r} + (1 - γ_{r} ϵ_{r}) (T_{r + 1} - T_{r} - q_{r} t_{r}) \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r} t_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r + 1}} + (1 - \frac{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r}}{{\overset{&OverBar;}{v}}_{r + 1} {\overset{&OverBar;}{f}}_{r + 1}}) (T_{r + 1} - T_{r} - q_{r} t_{r}) .