CN106971247A - 一种面向冬季冰雪环境的公交线路运行时刻表优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化，该方法如下：根据历史非恶劣天气预报信息及公交车载GPS历史数据，获取选定日期内给定运营时段内，任一条线路所有从始发站发出的公交车从驶离始发站至到达终点站行程时间及该条线路所有从始发站发出的公交车在任意相邻两个站点之间的行程时间；根据获得的上述历史信息和第二天的天气预报信息对第二天给定运营时段的公交线路时刻表进行优化。本发明可以针对我国北方地域特点，根据天气预报信息重新生成冬季冰雪环境下的最佳公交线路运行时刻表，有助于提高公交车在各个站点的准点程度，及公交运输网络抵抗冬季冰雪天气的能力。

Description

一种面向冬季冰雪环境的公交线路运行时刻表优化方法
技术领域
本发明涉及一种冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法。
背景技术
公交线路运行时刻表是公交公司调度车辆的依据，也是公交乘客出行的重要参考。合理的运行时刻表可以提高公交车辆在各个站点的准点程度，降低公交公司的运营成本，减少乘客的出行时间，是提高公交系统服务水平的关键。公交公司一般根据公交车辆在各个站点之间的历史行程时间数据来制定线路运行时刻表，一旦制定将运行一段时间(如一个季节、半年甚至一年)不再改变。然而在我国北方的一些省份，如黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆，冬季天气多变，不仅面临着零下20度以下的低温严寒，还时常出现降雪等偶发性天气，这必然对公交车辆在道路上的行程时间造成影响。此时如果仍按照原始的运行时刻表调度公交车辆，很容易导致公交线路的准点率下降、各辆公交车的车厢拥挤度差异较大等问题，不仅引发乘客的抱怨与投诉，也增加公交公司的运营成本。
目前我国天气预报比较及时，为提前获取天气信息提供了比较好的条件。当公交公司根据天气预报获得未来若干天的天气信息后，应该及时预测公交车辆在线路上的行程时间，并动态更新线路的运行时刻表，以提高公交车辆准点率、保证公交线路的服务水平。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够根据天气预报获得的未来若干天的天气信息，及时预测公交车辆在线路上的行程时间，并动态更新线路的运行时刻表的冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法，该方法能够提高冬季公交车辆准点率。
为了解决上述技术问题，本发明的冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法包括下述步骤：
步骤一：根据历史天气预报信息，查找并选定最近的9月1日以来45～55天内不存在恶劣天气或者地质灾害，且最低气温不低于5摄氏度的日期；
步骤二：根据公交车载GPS历史数据，获取步骤一中选定日期内给定运营时段内，任一条线路所有从始发站发出的公交车从驶离始发站至到达终点站服务乘客结束的行程时间；设选定日期内给定运营时段内从始发站发出的公交车辆数为I，根据式(1)计算所有公交车从驶离始发站至到达终点站的行程时间的均值β；
式中：Ti为第i辆公交车从驶离始发站至到达终点站的行程时间，单位是分钟；
步骤三：根据公交车载GPS历史数据，获取步骤一中选定日期内，给定运营时段内该条线路所有从始发站发出的公交车在任意相邻两个站点之间的行程时间，设Ti(j,j+1)代表选定日期内给定运营时段内公交车i在站点j与站点j+1的行程时间，βj,j+1代表选定日期内给定运营时段内该条线路所有公交车从到达站点j时刻至到达站点j+1的行程时间的均值，则：
步骤四：在当前冬季环境下，根据天气预报信息，预测第二天给定运营时段内该线路公交车从始发站至终点站的行程时间B，单位是分钟
B＝β-a1×T1+a2×T2 (3)
式中：T1—根据天气预报获得的第二天给定运营时段开始时刻的气温，单位是摄氏度；T2—根据天气预报获得的第二天给定运营时段开始时刻以前的8个小时内的降雪等级最大值；当降雪等级为小雪、中雪、大雪时，T2分别等于1，2，3；当无降雪时，T2等于0；0.22≤a1≤0.26；3.20≤a2≤3.25；
步骤五：计算修正系数λ
λ＝B/β (4)
步骤六：计算第二天给定运营时段的公交线路时刻表
设第二天公交线路的发车间隔H等于选定日期内给定运营时段内的发车间隔；设第二天给定运营时段内从始发站发出的第i趟公交车，它驶离始发站的时刻为
式中：t为给定运营时段的开始时刻，及给定运营时间段的第1辆公交车的发车时刻。
根据式(6)计算第i趟公交车到达站点j(j≥1)的时刻
所述步骤四中优选a1＝0.24；a2＝3.21。
本发明的有益效果：
本发明可以针对我国北方地域特点，帮助公交企业根据天气预报信息提前预测未来时间段的公交车行程时间，并重新生成冬季冰雪环境下的最佳公交线路运行时刻表。一方面有助于提高公交车在各个站点的准点程度，减少乘客在站点的等待时间，降低公交系统运营成本；另一方面可以提高公交运输网络抵抗冬季冰雪天气的能力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法具体步骤如下：
步骤一：根据历史天气预报信息，查找并选定最近的9月1日至10月25日内不存在下雨、台风、地震等恶劣天气或者地质灾害，且最低气温不低于5摄氏度的日期；
步骤二：根据公交车载GPS历史数据，获取选定日期内内给定运营时段内(如早高峰、晚高峰、或平峰期)，任一条线路所有从始发站发出的公交车从驶离始发站至到达终点站服务乘客结束的行程时间；设选定日期内给定运营时段内从始发站发出的公交车辆数为I，根据式(1)计算所有公交车从驶离始发站至到达终点站的行程时间的均值β；
式中：Ti为第i辆公交车从驶离始发站至到达终点站的行程时间，单位是分钟。
步骤三：根据公交车载GPS历史数据，获取步骤一中选定日期内，给定运营时段内该条线路所有从始发站发出的公交车在任意相邻两个站点之间的行程时间，设Ti(j,j+1)代表选定日期内给定运营时段内公交车i在站点j与站点j+1的行程时间，βj,j+1代表选定日期内给定运营时段内该条线路所有公交车从到达站点j时刻至到达站点j+1的行程时间的均值，则：
当j＝1时，β1,2等于给定运营时段内该条线路所有公交车从驶离站点1时刻至到达站点2时刻的行程时间的均值。
步骤四：在当前冬季环境下，根据天气预报信息，预测第二天给定运营时段内该线路公交车从始发站至终点站的行程时间B，单位是分钟
B＝β-a1×T1+a2×T2 (3)
式中：T1—根据天气预报获得的第二天给定运营时段开始时刻的气温，单位是摄氏度；T2—根据天气预报获得的第二天给定运营时段开始时刻以前的8个小时内的降雪等级最大值；当降雪等级为小雪、中雪、大雪时，T2分别等于1，2，3；当无降雪时，T2等于0；0.22≤a1≤0.26；3.20≤a2≤3.25，优选a1＝0.24；a2＝3.21。
步骤五：计算修正系数λ
λ＝B/β (4)
步骤六：计算第二天给定运营时段的公交线路时刻表
设第二天公交线路的发车间隔H(单位是分钟)等于选定日期内给定运营时段内的发车间隔；设第二天给定运营时段内从始发站发出的第i趟公交车，它驶离始发站(即站点1)的时刻为
式中：t为给定运营时段的开始时刻，及给定运营时间段的第1辆公交车的发车时刻。
根据式(6)计算第i趟公交车到达站点j(j≥1)的时刻

Claims (2)

1.一种冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一：根据历史天气预报信息，查找并选定最近的9月1日以来45～55天内不存在恶劣天气或者地质灾害，且最低气温不低于5摄氏度的日期；
步骤二：根据公交车载GPS历史数据，获取步骤一中选定日期内给定运营时段内，任一条线路所有从始发站发出的公交车从驶离始发站至到达终点站服务乘客结束的行程时间；设选定日期内给定运营时段内从始发站发出的公交车辆数为I，根据式(1)计算所有公交车从驶离始发站至到达终点站的行程时间的均值β；
β = Σ i = 1 I T i / I - - - ( 1 )
式中：Ti为第i辆公交车从驶离始发站至到达终点站的行程时间，单位是分钟；
步骤三：根据公交车载GPS历史数据，获取步骤一中选定日期内，给定运营时段内该条线路所有从始发站发出的公交车在任意相邻两个站点之间的行程时间，设Ti(j,j+1)代表选定日期内给定运营时段内公交车i在站点j与站点j+1的行程时间，βj,j+1代表选定日期内给定运营时段内该条线路所有公交车从到达站点j时刻至到达站点j+1的行程时间的均值，则：
β j , j + 1 = Σ i = 1 I T i ( j , j + 1 ) / I - - - ( 2 )
步骤四：在当前冬季环境下，根据天气预报信息，预测第二天给定运营时段内该线路公交车从始发站至终点站的行程时间B，单位是分钟；
B＝β-a1×T1+a2×T2 (3)
式中：T1—根据天气预报获得的第二天给定运营时段开始时刻的气温，单位是摄氏度；T2—根据天气预报获得的第二天给定运营时段开始时刻以前的8个小时内的降雪等级最大值；当降雪等级为小雪、中雪、大雪时，T2分别等于1，2，3；当无降雪时，T2等于0；0.22≤a1≤0.26；3.20≤a2≤3.25；
步骤五：计算修正系数λ
λ＝B/β (4)
步骤六：计算第二天给定运营时段的公交线路时刻表
设第二天公交线路的发车间隔H等于选定日期内给定运营时段内的发车间隔；设第二天给定运营时段内从始发站发出的第i趟公交车，它驶离始发站的时刻为
t i 1 = t + H × ( i - 1 ) - - - ( 5 )
式中：t为给定运营时段的开始时刻，及给定运营时间段的第1辆公交车的发车时刻。
根据式(6)计算第i趟公交车到达站点j(j≥1)的时刻
t i j = t i 1 + λ Σ k = 1 j - 1 β k , k + 1 - - - ( 6 ) .
2.根据权利要求1所述的冬季冰雪环境下的公交线路运行时刻表优化方法，其特征在于所述步骤四中a1＝0.24；a2＝3.21。
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