CN108806235B - 按需服务的智能公交调度方法 - Google Patents

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Abstract

随着物联网和无人驾驶的普及，公交服务将向个性化、按需服务发展，乘客只需向公交调度系统提交目的地，公交系统将自动调度公共交通为乘客提供个性化服务，本方法采取有别于现行的在固定公交线路上调整班次的传统思想，提出取消固定公交线路和公交站台，根据城市公交即时需求量投放公交车辆，根据每个乘客的具体出行需求自动生成相应路径，与乘客保持实时联系，同时实时获取乘客所处位置，为每位乘客安排定制的出行公交方案，实现城市公交出行的总体优化。

Description

按需服务的智能公交调度方法
技术领域
本发明涉及一种调度方法，特别是一种按需服务的智能公交调度方法
背景技术
当前的公交调度方法都是基于固定线路的公交运行，其运行的公交线路和公交站点都是固定的，本发明提出个性化的、面向需求的公交调度方法，其基本思想是取消固定的公交线路和公交站点，根据乘客的具体出行需求自动生成相应公交线路，对个体乘客而言是提供了按需服务，对整个城市而言是实现了公交出行的整体优化。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种按需服务的智能公交调度方法，本方法取消固定公交线路和公交站台，根据城市公交即时需求量动态调整投放公交车辆，根据每个乘客的具体出行需求自动生成相应路径，与乘客保持实时联系，同时实时获取乘客所处位置，为每位乘客安排定制的出行公交方案，根据乘客向公交调度系统提交的目的地，公交系统自动调度公共交通为乘客提供个性化服务，进而实现城市公交出行的总体优化。
为实现上述目的而采取的技术方案涉及以下名词：
基准路径：城市道路系统中，两分支路口间且其内部无分支路口的道路，以Rn表示，其中n表示该基准路径的编号；
基准路径权值：根据基准路径通行能力赋予基准路径的一个参数值，该值越小，表明该基准路径通行能力越好，以PRn表示，其中n表示该基准路径的编号；
路径费用：一条路径中，经过的所有基准路径其权值与该基准路径上经过的距离的乘积之和，以C表示，
Figure GDA0002682092110000011
其中PR1～PRk分别表示路径中经过的所有基准路径的权值，Si表示在基准路径Ri上经过的距离；
乘客响应系数：一预置常量，该值越大，表明对乘客等待时间越重视，以α表示；
乘客等待时间：该乘客本次出行，截止统计时刻为止，所有候车等待时间之和，包括初始候车等待时间和换乘等待时间，不包括乘车时间，以Tm表示，其中m表示该乘客的编号；
乘客响应权值：乘客等待时间与乘客响应系数的乘积，以PPm表示，其中m表示该乘客的编号，PPm＝α×Tm；
乘客出行数据库：公交调度系统中，用于保存乘客身份、出行起点、出行目的地、提交出行请求时间、等待时间、上车时间、到达时间、所乘车辆、经行线路、换乘情况、实际运行时间等信息的数据库；
公交投放算法：公交调度系统中，根据当前城市乘客数量和本城市选用的公交车容量，确定当前应投放公交车数量的算法；
公交选径算法：公交调度系统中，通过乘客出行起点、出行目的地，依据预设各基准路径权值或可根据路况实时动态调整的各基准路径权值，计算出从出行起点至出行目的地具体经过的基准路径的算法；
乘客候车调度算法：公交调度系统中，通过乘客出行起点、出行目的地，在距离乘客出行起点一定距离内，可停靠公交的地点内，选取一个或多个可用候车点的算法；
公交分配算法：公交调度系统中，根据乘客候车地点，分配具体某一辆公交车至该候车地点接该乘客的算法；
公交行驶路径选择算法：公交调度系统中，根据某公交车上乘客的乘客响应权值和乘客出行目的地，确定该公交车行驶路径的算法；
按需服务的智能公交调度方法包括：
步骤1：公交调度系统启动，根据公交投放算法投放公交车，等待乘客通过移动互联设备向公交调度系统提交出行请求，同时获取该乘客的出行起点、出行目的地和出行时间等信息；
步骤2：公交调度系统确认该乘客身份和出行起点、出行目的地，通过公交选径算法确定该乘客的出行将经过的所有基准路径，并将该路径返回给该乘客，获得该乘客确认，之后将该乘客身份、出行起点、出行目的地、经过的所有基准路径等信息加入乘客出行数据库，同时实时跟踪该乘客所处位置，并与该乘客保持实时联系；
步骤3：公交调度系统通过乘客候车调度算法得到可用候车点，将可用候车点返回给该乘客，并获取该乘客选定的候车点；
步骤4：公交调度系统通过公交分配算法分配某一辆公交车至该候车点接该乘客，并将已分配公交车的信息发送至该乘客；
步骤5：公交调度系统安排被分配的公交车至该候车点接该乘客，无论是否接到该乘客，均向公交调度系统返回结果，若未接到该乘客，则公交调度系统与该乘客联系，如该乘客放弃出行，则结束此次调度，如乘客继续出行，则返回步骤4；
步骤6：公交调度系统安排接到该乘客的公交车根据公交行驶路径选择算法确定行驶路径，将车上下一基准路径与本公交车下一基准路径不同的乘客于沿途的换乘点放下，之后继续行驶；
步骤7：公交调度系统在已投放公交车数量多于根据公交投放算法应投放公交车数量时，指定车上乘客数量最少的公交车停止上客，将现有车上乘客全部送达目的地之后，收回该公交车。
优选的，公交选径算法可用：dijkstra最短路径算法，即选取从乘客出行起点到乘客出行目的地之间路径费用最低的路径。
优选的，公交投放算法可用：公交投放数量＝2×(当前公交车上乘客数+当前候车乘客数)/每辆公交车标准载客数。
优选的，乘客候车调度算法可用：距离乘客最近的两条不同路径上的候车点。
优选的，公交分配算法可用：首先选取下一辆经过候车乘客候车点且与候车乘客通过公交选径算法选取的路径方向相同的未超载公交车；若一定时间内无符合条件的公交车且该乘客候车点所有乘客的乘客响应权值之和达到或超过预设值时，则变更最近的一辆公交车的路线，使之经过候车乘客的候车点。
优选的，公交行驶路径选择算法可用：计算当公交车到达正在行驶的基准路径的下一个路口时，将车上乘客根据公交选径算法中得到下一条基准路径相同的乘客编为一组，求出每一组乘客的乘客等待时间之和，取其最大值所对应的一组乘客的下一条基准路径为本公交车的下一条基准路径。
有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点。
本发明取消现有固定公交路线和公交站台的做法，根据城市公交即时需求量动态调整投放公交车辆，根据每个乘客的具体出行需求自动生成相应路径，可为乘客提供适合的候车地点，再根据车上乘客的情况动态调整公交线路，在为每位乘客安排定制的出行公交方案的同时，也尽可能实现城市公交出行的总体优化。
具体实施方式
步骤1：公交调度系统启动，根据公交投放算法投放公交车，等待乘客通过移动互联设备向公交调度系统提交出行请求，同时获取该乘客的出行起点、出行目的地和出行时间等信息；
步骤2：公交调度系统确认该乘客身份和出行起点、出行目的地，通过公交选径算法确定该乘客的出行将经过的所有基准路径，并将该路径返回给该乘客，获得该乘客确认，之后将该乘客身份、出行起点、出行目的地、经过的所有基准路径等信息加入乘客出行数据库，同时实时跟踪该乘客所处位置，并与该乘客保持实时联系；
步骤3：公交调度系统通过乘客候车调度算法得到可用候车点，将可用候车点返回给该乘客，并获取该乘客选定的候车点；
步骤4：公交调度系统通过公交分配算法分配某一辆公交车至该候车点接该乘客，并将已分配公交车的信息发送至该乘客；
步骤5：公交调度系统安排被分配的公交车至该候车点接该乘客，无论是否接到该乘客，均向公交调度系统返回结果，若未接到该乘客，则公交调度系统与该乘客联系，如该乘客放弃出行，则结束此次调度，如乘客继续出行，则返回步骤4；
步骤6：公交调度系统安排接到该乘客的公交车根据公交行驶路径选择算法确定行驶路径，将车上下一基准路径与本公交车下一基准路径不同的乘客于沿途的换乘点放下，之后继续行驶；
步骤7：公交调度系统在已投放公交车数量多于根据公交投放算法应投放公交车数量时，指定车上乘客数量最少的公交车停止上客，将现有车上乘客全部送达目的地之后，收回该公交车。
所涉及的名词和算法定义如下：
基准路径：城市道路系统中，两分支路口间且其内部无分支路口的道路，以Rn表示，其中n表示该基准路径的编号。
基准路径权值：根据基准路径通行能力赋予基准路径的一个参数值，该值越小，表明该基准路径通行能力越好，以PRn表示，其中n表示该基准路径的编号。
路径费用：一条路径中，经过的所有基准路径其权值与该基准路径上经过的距离的乘积之和，以C表示，
Figure GDA0002682092110000031
其中PR1～PRk分别表示路径中经过的所有基准路径的权值，Si表示在基准路径Ri上经过的距离。
乘客响应系数：一预置常量，该值越大，表明对乘客等待时间越重视，以α表示。
乘客等待时间：该乘客本次出行，截止统计时刻为止，所有候车等待时间之和，包括初始候车等待时间和换乘等待时间，不包括乘车时间，以Tm表示，其中m表示该乘客的编号。
乘客响应权值：乘客等待时间与乘客响应系数的乘积，以PPm表示，其中m表示该乘客的编号，PPm＝α×Tm。
乘客出行数据库：公交调度系统中，用于保存乘客身份、出行起点、出行目的地、提交出行请求时间、等待时间、上车时间、到达时间、所乘车辆、经行线路、换乘情况、实际运行时间等信息的数据库。
公交投放算法：公交调度系统中，根据当前城市乘客数量和本城市选用的公交车容量，确定当前应投放公交车数量的算法；本发明中公交投放数量＝2×(当前公交车上乘客数+当前候车乘客数)/每辆公交车标准载客数。
公交选径算法：公交调度系统中，通过乘客出行起点、出行目的地，依据预设各基准路径权值或可根据路况实时动态调整的各基准路径权值，计算出从出行起点至出行目的地具体经过的基准路径的算法；本发明中公交选径算法采用dijkstra最短路径算法，即选取从乘客出行起点到乘客出行目的地之间路径费用最低的路径。
乘客候车调度算法：公交调度系统中，通过乘客出行起点、出行目的地，在距离乘客出行起点一定距离内，可停靠公交的地点内，选取一个或多个可用候车点的算法；本发明中乘客候车调度算法使用距离乘客最近的两条不同路径上的候车点。
公交分配算法：公交调度系统中，根据乘客候车地点，分配具体某一辆公交车至该候车地点接该乘客的算法；本发明中公交分配算法为：首先选取下一辆经过候车乘客候车点且与候车乘客通过公交选径算法选取的路径方向相同的未超载公交车；若一定时间内无符合条件的公交车且该乘客候车点所有乘客的乘客响应权值之和达到或超过预设值时，则变更最近的一辆公交车的路线，使之经过候车乘客的候车点。
公交行驶路径选择算法：公交调度系统中，根据某公交车上乘客的乘客响应权值和乘客出行目的地，确定该公交车行驶路径的算法；本发明中公交行驶路径选择算法选用：计算当公交车到达正在行驶的基准路径的下一个路口时，将车上乘客根据公交选径算法中得到下一条基准路径相同的乘客编为一组，求出每一组乘客的乘客等待时间之和，取其最大值所对应的一组乘客的下一条基准路径为本公交车的下一条基准路径。
实施例
附图为本发明实施例的时序图。
本实施例中使用了三个角色，分别是乘客、公交调度系统和公交车，用于说明任意一个乘客从提出出行请求到公交车将乘客送至目的地的工作流程。
1、乘客提交出行请求；
2、公交调度系统确认乘客的身份信息和出行信息，包括该乘客的出行起点、出行目的地和出行时间等信息；
3、公交调度系统通过公交选径算法确定该乘客的出行将经过的所有基准路径，并将该路径返回给该乘客，再通过乘客候车调度算法得到可用候车点，将可用候车点返回给该乘客，同时将该乘客身份、出行起点、出行目的地、经过的所有基准路径等信息加入乘客出行数据库，并且实时跟踪该乘客所处位置，与该乘客保持实时联系；
4、乘客确认选定的候车点；
5、公交调度系统通过公交分配算法分配具体一辆公交车至该候车点接该乘客，并将已分配公交车的信息发送至该乘客；
6、被分配的公交车至该候车点接到该乘客，乘客上车；
7、接到乘客的公交车向公交调度系统返回当前公交车上乘客的乘车信息；
8、公交调度系统根据公交车上乘客信息，通过公交行驶路径选择算法确定该公交车的行驶路径，向该公交车指定公交线路；
9、公交车根据指定的线路行驶，将乘客送至目的地或换乘点。

Claims (5)

1.按需服务的智能公交调度方法，其特征在于，所述方法取消固定公交线路和公交站台，根据城市公交即时需求量动态调整投放公交车辆，根据每个乘客的具体出行需求自动生成相应路径，与乘客保持实时联系，同时实时获取乘客所处位置，为每位乘客安排定制的出行公交方案，根据乘客向公交调度系统提交的目的地，公交系统自动调度公共交通为乘客提供个性化服务，进而实现城市公交出行的总体优化；
按需服务的智能公交调度方法，其技术方案涉及的名词包括：
1)基准路径：城市道路系统中，两分支路口间且其内部无分支路口的道路，以Rn表示，其中n表示该基准路径的编号；
2)基准路径权值：根据基准路径通行能力赋予基准路径的一个参数值，该值越小，表明该基准路径通行能力越好，以PRn表示，其中n表示该基准路径的编号；
3)路径费用：一条路径中，经过的所有基准路径其权值与该基准路径上经过的距离的乘积之和，以C表示，
Figure FDA0002682092100000011
其中PR1～PRk分别表示路径中经过的所有基准路径的权值，Si表示在基准路径Ri上经过的距离；
4)乘客响应系数：一预置常量，该值越大，表明对乘客等待时间越重视，以α表示；
5)乘客等待时间：该乘客本次出行，截止统计时刻为止，所有候车等待时间之和，包括初始候车等待时间和换乘等待时间，不包括乘车时间，以Tm表示，其中m表示该乘客的编号；
6)乘客响应权值：乘客等待时间与乘客响应系数的乘积，以PPm表示，其中m表示该乘客的编号，PPm＝α×Tm；
7)乘客出行数据库：公交调度系统中，用于保存乘客身份、出行起点、出行目的地、提交出行请求时间、等待时间、上车时间、到达时间、所乘车辆、经行线路、换乘情况、实际运行时间信息的数据库；
8)公交投放算法：公交调度系统中，根据当前城市乘客数量和本城市选用的公交车容量，确定当前应投放公交车数量的算法；
9)公交选径算法：公交调度系统中，通过乘客出行起点、出行目的地，依据预设各基准路径权值或可根据路况实时动态调整的各基准路径权值，计算出从出行起点至出行目的地具体经过的基准路径的算法；
10)乘客候车调度算法：公交调度系统中，通过乘客出行起点、出行目的地，在距离乘客出行起点一定距离内，可停靠公交的地点内，选取一个或多个可用候车点的算法；
11)公交分配算法：公交调度系统中，根据乘客候车地点，分配具体某一辆公交车至该候车地点接该乘客的算法；
12)公交行驶路径选择算法：公交调度系统中，根据某公交车上乘客的乘客响应权值和乘客出行目的地，计算当公交车到达正在行驶的基准路径的下一个路口时，将车上乘客根据公交选径算法中得到下一条基准路径相同的乘客编为一组，求出每一组乘客的乘客等待时间之和，取其最大值所对应的一组乘客的下一条基准路径为本公交车的下一条基准路径；
按需服务的智能公交调度方法，其技术方案包括：
1)步骤1：公交调度系统启动，根据公交投放算法投放公交车，等待乘客通过移动互联设备向公交调度系统提交出行请求，同时获取该乘客的出行起点、出行目的地和出行时间信息；
2)步骤2：公交调度系统确认该乘客身份和出行起点、出行目的地，通过公交选径算法确定该乘客的出行将经过的所有基准路径，并将该路径返回给该乘客，获得该乘客确认，之后将该乘客身份、出行起点、出行目的地、经过的所有基准路径信息加入乘客出行数据库，同时实时跟踪该乘客所处位置，并与该乘客保持实时联系；
3)步骤3：公交调度系统通过乘客候车调度算法得到可用候车点，将可用候车点返回给该乘客，并获取该乘客选定的候车点；
4)步骤4：公交调度系统通过公交分配算法分配某一辆公交车至该候车点接该乘客，并将已分配公交车的信息发送至该乘客；
5)步骤5：公交调度系统安排被分配的公交车至该候车点接该乘客，无论是否接到该乘客，均向公交调度系统返回结果，若未接到该乘客，则公交调度系统与该乘客联系，如该乘客放弃出行，则结束此次调度，如乘客继续出行，则返回步骤4；
6)步骤6：公交调度系统安排接到该乘客的公交车根据公交行驶路径选择算法确定行驶路径，将车上下一基准路径与本公交车下一基准路径不同的乘客于沿途的换乘点放下，之后继续行驶；
7)步骤7：公交调度系统在已投放公交车数量多于根据公交投放算法应投放公交车数量时，指定车上乘客数量最少的公交车停止上客，将现有车上乘客全部送达目的地之后，收回该公交车。
2.根据权利要求1所述的按需服务的智能公交调度方法，其特征在于，所述的公交选径算法可用：dijkstra最短路径算法，即选取从乘客出行起点到乘客出行目的地之间路径费用最低的路径。
3.根据权利要求1所述的按需服务的智能公交调度方法，其特征在于，所述的公交投放算法可用：公交投放数量＝2×(当前公交车上乘客数+当前候车乘客数)/每辆公交车标准载客数。
4.根据权利要求1所述的按需服务的智能公交调度方法，其特征在于，所述的乘客候车调度算法可用：距离乘客最近的两条不同路径上的候车点。
5.根据权利要求1所述的按需服务的智能公交调度方法，其特征在于，所述的公交分配算法可用：首先选取下一辆经过候车乘客候车点且与候车乘客通过公交选径算法选取的路径方向相同的未超载公交车；若一定时间内无符合条件的公交车且该乘客候车点所有乘客的乘客响应权值之和达到或超过预设值时，则变更最近的一辆公交车的路线，使之经过候车乘客的候车点。
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