CN111754757A - 一种公交竞争线路排班方法 - Google Patents

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CN111754757A CN202010587535.9A CN202010587535A CN111754757A CN 111754757 A CN111754757 A CN 111754757A CN 202010587535 A CN202010587535 A CN 202010587535A CN 111754757 A CN111754757 A CN 111754757A
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Abstract

本发明公开了一种公交竞争线路排班方法，包括判断发生站点重叠的线路是否竞争关系、计算线路基础排班、判断竞争路段是否需要增加车次容纳竞争客流、计算需增加的车次，并分配竞争线路的增加车次数、计算全天排班计划；其中，计算线路基础排班并按照忠实客流计算单条线路的排班计划时，先后进行设置特征参数，通过车载客流检测仪的客流历史数据，识别出线路客流特征，计算公交线路单、双向发班车次需求；判断计算结果是否应用短线措施和最低发班标准，对计算结果进行调整，得到最终的车次需求和双向配车数。本发明弥补了传统公交人工排班方式的缺陷，有效应对城市公交客流的快速变化，提升公交运营调度质量，从而提高资源利用效率，节约运营成本。

Description

一种公交竞争线路排班方法
技术领域
本发明涉及公共交通的技术领域，尤其涉及到一种公交竞争线路排班方法。
背景技术
随着城市的快速发展，路面交通情况和城市客流情况经常发生变化，交通疏导、客流引导成为城市管理的一个重要组成部分。城市公交承担客流引导的任务，其服务质量关系到城市经济发展、居民生活质量和城市形象等方面。因此，通过大数据、信息化等手段提升公交服务质量成为了一个重要的课题。
目前，国内大部分城市交通面临着高峰客流量大、道路拥挤等问题，传统的公交竞争线路排班方式基本通过人工进行调度，这种方式依赖个人日常经验，对客流变化响应不及时，导致了运力效能浪费、服务质量低，不符合经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种公交竞争线路排班方法，弥补传统公交人工、粗放的排班方式的缺陷，有效应对城市公交客流的快速变化，提升公交运营调度质量，从而提高资源利用效率，节约运营成本，实现公交整体出行的效率和品质的提升。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：
一种公交竞争线路排班方法，包括以下步骤：
S1、判断发生站点重叠的线路是否竞争关系；
S2、计算线路基础排班；
S3、判断竞争路段是否需要增加车次容纳竞争客流，若需要，则进入步骤S4，否则按照步骤S2执行基础排班计划；
S4、计算需增加的车次，并分配竞争线路的增加车次数；
S5、计算全天排班计划。
进一步地，所述步骤S1判断发生站点重叠的线路是否竞争关系的具体方式如下：
在公交运营时间各时段，如果单向或双向的发生站点重叠的两条或多条线路在重叠路段的客流量占各自线路相应行向客流总量50％及以上，则该多条线路在单向或双向属竞争线路，重叠路段客流属竞争客流。
进一步地，所述步骤S2计算线路基础排班的具体过程如下：
S2-1、将竞争线路各时段的竞争客流C竞剔除，得到线路各自剩余客流分布，称为线路的忠实客流C忠；
S2-2、统一竞争线路的车身容量G和各时段预警满载率K的设定值；
S2-3、按照忠实客流计算单条线路的排班计划。
进一步地，所述
步骤S2-3按照忠实客流计算单条线路的排班计划的具体过程如下：
S2-3-1、设置特征参数；包括公交线路客流高峰时段、线路配备车型特征参数、线路特征参数；
其中，设置的线路配备车型特征参数包括：
可装载人数P；
最高预警满载率Kh；
3)最低预警满载率Kl；
设置的线路特征参数包括：
(1线路低满载站点预警比例M；
(2最低发班标准Δtmin；
(3停总站最短时间间隔t停；
(4吃饭时段；
(5驾驶员吃饭时间间隔t饭；
(6可供短线掉头的站点；
S2-3-2、通过车载客流检测仪获取客流历史数据，计算指定自然日高峰时段的某一小时内线路单向高断面客流C单；
计算方法为：取指定自然日前1个月内同一日期属性、同一时间段的客流历史数据的平均值，乘以去年同期自然日对比去年前1个月同一日期属性、同一时间段的平均客流值的比值；其中，日期属性包括：工作日、节假日；
S2-3-3、计算指定自然日高峰时段每小时的线路单向初步计划发班车次N单，计算方法为：
Figure BDA0002555207390000031
N单∈N且往上取整；
其中，C为某一小时内线路单向高断面客流；P为线路配备车型的可装载人数；Kh为线路配备车型的最高预警满载率；
S2-3-4、计算指定自然日高峰时段每小时的线路双向计划发班车次N；
S2-3-5、判断是否应用短线措施，并计算某一小时内线路初步计划短线发班车次N短；
S2-3-6、判断是否满足相关主管部门设定的最低发班标准，如果否，调整车次需求；
S2-3-7、计算双向配车数R；
S2-3-8、计算双向发班间隔Δt，得出全天基础发班时刻表：
S2-3-8-1、计算单向全程发班间隔Δt全1和Δt全2：
Figure BDA0002555207390000032
S2-3-8-2、计算单向短线发班间隔Δt单短：
Figure BDA0002555207390000041
S2-3-8-3、据计算得出的各时段的发车间隔及首末班时间，在发班时刻表里列出双向发车时间和车次，填入预设好的停站时间，根据预测的路面行驶时间填入到站时间。
进一步地，，所述步骤2-3-5判断是否应用短线措施，并计算某一小时内线路初步计划短线发班车次N短的具体过程如下：
S2-3-5-1、根据客流检测仪的历史数据，计算某一小时内途经各站的满载率k；如果出现连续站点k<Kl,转S2-3-5-1；如果否，不应用短线；
S2-3-5-2、计算某一小时内线路单向低满载站点数占线路相同行向全部站点的比例m；如果m<M，该小时内线路单向应用短线，转S2-3-5-3；如果否，不应用短线；
S2-3-5-3、确定短线的起终点；
找到单向连接客流高断面的车辆满载率突降的站点，将其初步作为短线的起终点，线路往客流高断面延伸；
判断该站点是否可供车辆掉头行驶，如果可掉头站点在计算出的短线初始起终点外侧，则延长短线起终点至最近的可掉头站点；如果否，则不应用短线；
S2-3-5-4、计算某一小时内线路单向全程最少发班车次N单全，采用以下公式计算：
N单全＝C单全max/(G*Kh)，N单全∈N且往上取整；
其中，C单全max为根据预测的客流数据找出的短线站点外的站点中单向一小时内通过客流量最高的站点的客流；
S2-3-5-5、计算某一小时内线路双向全程最少发班车次N全；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划短线发班车次分别表示为N全1和N全2，采用以下公式计算：
N全＝N全1+N全2；
S2-3-5-6、计算某一小时内线路单向初步计划短线发班车次N单短，采用以下公式计算：
N单短＝N单-N单全，N单短∈N且往下取整；
其中，N单为某一小时内线路单向初步计划发班车次；
S2-3-5-7、计算某一小时内线路双向计划短线发班车次N短；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划短线发班车次分别表示为N短1和N短2，采用以下公式计算：
N短＝N短1+N短2。
进一步地，所述步骤S2-3-6的具体过程如下：
S2-3-6-1、计算某一小时内线路单向全程最低班次Nmin，采用以下公式计算：
Figure BDA0002555207390000051
且往上取整；
其中，Δtmin为最低发班标准；
S2-3-6-2、修正单向全程和单向短线的发班车次，分别表示为N’单全和N’单短，采用以下规则：
1-)如果N单全≥Nmin，则N’单全＝N单全，N’单短＝N单短；
2-)如果N单全<Nmin，则N’单全＝Nmin，N’单短＝N-N’单全且N’短≥0；
S2-3-6-3、修正双向全程和双向短线的发班车次，分别表示为N'全和N'短；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的计划全程和短线发班车次分别表示为N'全 1N和N'全2、N'短1和N'短2，采用以下公式计算：
N’全＝N’全1+N’全2；
N’短＝N’短1+N’短2。
进一步地，所述步骤S2-3-7计算双向配车数R的具体过程如下：
S2-3-7-1、计算车辆行驶的行车往返时间t，计算方法为：取指定自然日前2个月内同一日期属性、同一时间段、同一任务的行车往返时间的平均值；其中，日期属性包括工作日、节假日；任务包括全程、短线；
S2-3-7-2、计算平均周回运转时间T，包括以下步骤：
S2-3-7-2-1、计算全程周回运转时间T全，采用以下公式计算：
T全＝t全+t停；
其中，t全为执行全程任务车辆的行车往返时间；t停为停总站最短时间间隔；
S2-3-7-2-2、计算短线周回运转时间T短，采用以下公式计算：
T短＝t短+t停；
其中，t短为执行短线任务车辆的行车往返时间；t停为停总站最短时间间隔；
S2-3-7-2-3、计算平均周回运转时间T，采用以下公式计算：
Figure BDA0002555207390000061
其中，T全为全程周回运转时间；N'全为某一小时内线路全程发班车次；T短为短线周回运转时间；N’短为某一小时内线路短线发班车次；N为某一小时内线路计划发班车次；
S2-3-7-3、计算双向配车数R，采用以下公式计算：
Figure BDA0002555207390000062
且往上取整；
其中，T为平均周回运转时间，N为双向计划发班车次。
进一步地，所述步骤S3的具体过程如下：
S3-1、将竞争线路的重叠路段合并看作是一条新的线路；如果竞争路段有n个站点，则给其任一站点编号为i站点，其中i为整数，且1<＝i<＝n；
S3-2、根据基础排班计划得出各线路各车次在各站点的载客量称为基础载客量G0和基础车次N0，则在竞争路段第i个站的基础载客量为
Figure BDA00025552073900000710
基础车次为
Figure BDA00025552073900000711
S3-3、找出时段内竞争路段从第1个站到第i站的竞争客流量
Figure BDA00025552073900000712
竞争线路各自在第1站到第i站上车客流，减去这些上车客在第2站到第i站的下车人数，即：
Figure BDA0002555207390000071
S3-4、根据竞争线路的车身容量设定值G和各时段预警满载率设定值K和基础车次可得各时段最大载客量，减去已有的基础载客量
Figure BDA0002555207390000072
计算得出在竞争区段在第i个站点的车身剩余容量
Figure BDA0002555207390000073
S3-5、若竞争线路在竞争路段所有站点的车身剩余容量
Figure BDA0002555207390000074
则基础排班计划能满足时段总客流需要，输出基础排班计划；若竞争线路在竞争路段存在某一站点i，途经所有车次的车身剩余容量总量
Figure BDA0002555207390000075
则基础排班计划不能满足客流需要，需增加车次，转步骤S4。
进一步地，所述步骤S4的具体过程如下：
S4-1、计算剩余竞争客流总量，包括：
S4-1-1、将竞争客流填至竞争路段各站点中，使所有竞争线路在该段的车身剩余容量为0、或该站的竞争客流
Figure BDA0002555207390000076
全部填回；
S4-1-2、得出各站点分得的竞争客流
Figure BDA0002555207390000077
和需继续分配的剩余竞争客流量
Figure BDA0002555207390000078
S4-1-3、计算此时各条线路分别分得的竞争客流，和竞争路段剩余的竞争客流总量
Figure BDA0002555207390000079
S4-2、计算需增加的车次数，具体如下：
S4-2-1、分配剩余竞争客流；
S4-2-2、计算各线路第i站点需增加的车次数；
S4-2-3、找出各线路Ni的最大值，即第i站是竞争线路在竞争路段的客流高断面，竞争线路单向共需增加
Figure BDA0002555207390000081
个车次，采取短线措施增加竞争路段的单向短线车次。
进一步地，所述步骤S5计算全天排班计划的具体过程如下：
S5-1、汇总各时段的计算结果，得出双方向竞争线路各自的全天发班车次需求；
S5-2、按照步骤S4-2-3计算出的短线车次，计算以1小时为计算时段的发班时刻表：
S5-2-1、计算各线路新的短线单向发班间隔：
Figure BDA0002555207390000082
S5-2-2、据计算得出的各时段的发车间隔及首末班时间，在发班时刻表里列出双向发车时间和车次，填入预设好的停站时间，根据预测的路面行驶时间填入到站时间，得到各线路的全天发班时刻表。
与现有技术相比，本方案原理及优点如下：
本方案包括判断发生站点重叠的线路是否竞争关系、计算线路基础排班、判断竞争路段是否需要增加车次容纳竞争客流、计算需增加的车次，并分配竞争线路的增加车次数、计算全天排班计划；其中，计算线路基础排班并按照忠实客流计算单条线路的排班计划时，先后进行设置特征参数，通过车载客流检测仪的客流历史数据，识别出线路客流特征，计算公交线路单、双向发班车次需求；判断计算结果是否应用短线措施和最低发班标准，对计算结果进行调整，得到最终的车次需求和双向配车数。基于上述方法，本方案可以对任意一未来自然日进行公交竞争线路排班，有效应对城市公交客流的快速变化，提升公交运营调度质量，从而提高资源利用效率，节约运营成本，实现公交整体出行的效率和品质的提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种公交竞争线路排班方法的原理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本实施例所述的一种公交竞争线路排班方法，包括以下步骤：
S1、判断发生站点重叠的线路是否竞争关系：
在公交运营时间各时段，如果单向或双向的发生站点重叠的两条或多条线路在重叠路段的客流量占各自线路相应行向客流总量50％及以上，则该多条线路在单向或双向属竞争线路，重叠路段客流属竞争客流。
S2、计算线路基础排班：
S2-1、将竞争线路各时段的竞争客流C竞剔除，得到线路各自剩余客流分布，称为线路的忠实客流C忠；
S2-2、统一竞争线路的车身容量G和各时段预警满载率K的设定值：
车身容量G：可调整，预设G＝90(单位：人)；
预警满载率K：可调整，预设K＝90％，即满载率达到90％会发生满载报警；
S2-3、按照忠实客流计算单条线路的排班计划，具体包括：
S2-3-1、设置特征参数；包括公交线路客流高峰时段、线路配备车型特征参数、线路特征参数；
其中，根据线路客流特征设置高峰时段，默认设置为7:00-9:00,17:00-19:00；
设置的线路配备车型特征参数包括：
1)可装载人数P(单位：人)，一般设置为85-105人；
2)最高预警满载率Kh(单位：％)，一般设置为90％；
3)最低预警满载率Kl(单位：％)，一般设置为30％；
设置的线路特征参数包括：
(1线路低满载站点预警比例M(单位：％)，一般设置为30％；
(2最低发班标准Δtmin(单位：分钟)，由相关主管部门设定，一般为8-12分钟；
(3停总站最短时间间隔t停(单位：分钟)，一般设置为3分钟；
(4吃饭时段，根据线路运营要求安排午饭、晚饭时段，默认设置为11:00-12:00，18:00-19:00；
(5驾驶员吃饭时间间隔t饭(单位：分钟)，一般设置为15-20分钟；
(6可供短线掉头的站点；
S2-3-2、通过车载客流检测仪获取客流历史数据，计算指定自然日高峰时段的某一小时内线路单向高断面客流C单；
计算方法为：取指定自然日前1个月内同一日期属性、同一时间段的客流历史数据的平均值，乘以去年同期自然日对比去年前1个月同一日期属性、同一时间段的平均客流值的比值；其中，日期属性包括：工作日、节假日；
S2-3-3、计算指定自然日高峰时段每小时的线路单向初步计划发班车次N单，计算方法为：
Figure BDA0002555207390000101
N单∈N且往上取整；
其中，C为某一小时内线路单向高断面客流；P为线路配备车型的可装载人数；Kh为线路配备车型的最高预警满载率；
S2-3-4、计算指定自然日高峰时段每小时的线路双向计划发班车次N，包括以下步骤：
S2-3-4-1、计算某一小时内的线路双向初步计划发班车次N双；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划发班车次分别表示为N1和N2。采用以下公式计算：
N双＝N1+N2
S2-3-4-2、计算客流高峰时段每小时的线路双向计划发班车次N，计算方法为：取线路客流高峰期所有小时内初步计划双向发班车次N双的最大值；
S2-3-5、判断是否应用短线措施，并计算某一小时内线路初步计划短线发班车次N短：
S2-3-5-1、根据客流检测仪的历史数据，计算某一小时内途经各站的满载率k；如果出现连续站点k<Kl,转S2-3-5-1；如果否，不应用短线；
S2-3-5-2、计算某一小时内线路单向低满载站点数占线路相同行向全部站点的比例m；如果m<M，该小时内线路单向应用短线，转S2-3-5-3；如果否，不应用短线；
S2-3-5-3、确定短线的起终点；
找到单向连接客流高断面的车辆满载率突降的站点，将其初步作为短线的起终点，线路往客流高断面延伸；
判断该站点是否可供车辆掉头行驶，如果可掉头站点在计算出的短线初始起终点外侧，则延长短线起终点至最近的可掉头站点；如果否，则不应用短线；
S2-3-5-4、计算某一小时内线路单向全程最少发班车次N单全，采用以下公式计算：
N单全＝C单全max/(G*Kh)，N单全∈N且往上取整；
其中，C单全max为根据预测的客流数据找出的短线站点外的站点中单向一小时内通过客流量最高的站点的客流；
S2-3-5-5、计算某一小时内线路双向全程最少发班车次N全；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划短线发班车次分别表示为N全1和N全2，采用以下公式计算：
N全＝N全1+N全2；
S2-3-5-6、计算某一小时内线路单向初步计划短线发班车次N单短，采用以下公式计算：
N单短＝N单-N单全，N单短∈N且往下取整；
其中，N单为某一小时内线路单向初步计划发班车次；
S2-3-5-7、计算某一小时内线路双向计划短线发班车次N短；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划短线发班车次分别表示为N短1和N短2，采用以下公式计算：
N短＝N短1+N短2；
S2-3-6、由于相关主管部门设定最低发班标准，因此线路发班时应满足该标准，继而确定线路车次需求。判断是否满足相关主管部门设定的最低发班标准，如果否，调整车次需求，具体过程如下：
S2-3-6-1、计算某一小时内线路单向全程最低班次Nmin，采用以下公式计算：
Figure BDA0002555207390000121
且往上取整；
其中，Δtmin为最低发班标准；
S2-3-6-2、修正单向全程和单向短线的发班车次，分别表示为N’单全和N’单短，采用以下规则：
1-)如果N单全≥Nmin，则N’单全＝N单全，N’单短＝N’单短；
2-)如果N单全<Nmin，则N’单全＝Nmin，N’单短＝N-N’单全且N’短≥0；
S2-3-6-3、修正双向全程和双向短线的发班车次，分别表示为N'全和N'短；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的计划全程和短线发班车次分别表示为N'全 1N和N'全2、N'短1和N'短2，采用以下公式计算：
N’全＝N’全1+N’全2；
N’短＝N’短1+N’短2；
S2-3-7、计算双向配车数R：
S2-3-7-1、计算车辆行驶的行车往返时间t(单位：分钟)，计算方法为：取指定自然日前2个月内同一日期属性、同一时间段、同一任务的行车往返时间的平均值；其中，日期属性包括工作日、节假日；任务包括全程、短线；
S2-3-7-2、计算平均周回运转时间T，包括以下步骤：
S2-3-7-2-1、计算全程周回运转时间T全，采用以下公式计算：
T全＝t全+t停；
其中，t全为执行全程任务车辆的行车往返时间；t停为停总站最短时间间隔；
S2-3-7-2-2、计算短线周回运转时间T短，采用以下公式计算：
T短＝t短+t停；
其中，t短为执行短线任务车辆的行车往返时间；t停为停总站最短时间间隔；
S2-3-7-2-3、计算平均周回运转时间T，采用以下公式计算：
Figure BDA0002555207390000131
其中，T全为全程周回运转时间；N'全为某一小时内线路全程发班车次；T短为短线周回运转时间；N’短为某一小时内线路短线发班车次；N为某一小时内线路计划发班车次；
S2-3-7-3、计算双向配车数R，采用以下公式计算：
Figure BDA0002555207390000132
且往上取整；
其中，T为平均周回运转时间，N为双向计划发班车次；
S2-3-8、计算双向发班间隔Δt，得出全天基础发班时刻表：
S2-3-8-1、计算单向全程发班间隔Δt全1和Δt全2：
Figure BDA0002555207390000141
S2-3-8-2、计算单向短线发班间隔Δt单短：
Figure BDA0002555207390000142
S2-3-8-3、据计算得出的各时段的发车间隔及首末班时间，在发班时刻表里列出双向发车时间和车次，填入预设好的停站时间，根据预测的路面行驶时间填入到站时间；
S3、判断竞争路段是否需要增加车次容纳竞争客流，若需要，则进入步骤S4，否则按照步骤S2执行基础排班计划；具体过程如下：
S3-1、将竞争线路的重叠路段合并看作是一条新的线路；如果竞争路段有n个站点，则给其任一站点编号为i站点，其中i为整数，且1<＝i<＝n；
S3-2、根据基础排班计划得出各线路各车次在各站点的载客量称为基础载客量G0和基础车次N0，则在竞争路段第i个站的基础载客量为
Figure BDA0002555207390000143
基础车次为
Figure BDA0002555207390000144
S3-3、找出时段内竞争路段从第1个站到第i站的竞争客流量
Figure BDA0002555207390000145
竞争线路各自在第1站到第i站上车客流，减去这些上车客在第2站到第i站的下车人数，即：
Figure BDA0002555207390000146
S3-4、根据竞争线路的车身容量设定值G和各时段预警满载率设定值K和基础车次可得各时段最大载客量，减去已有的基础载客量
Figure BDA0002555207390000147
计算得出在竞争区段在第i个站点的车身剩余容量
Figure BDA0002555207390000148
S3-5、若竞争线路在竞争路段所有站点的车身剩余容量
Figure BDA0002555207390000149
则基础排班计划能满足时段总客流需要，输出基础排班计划；若竞争线路在竞争路段存在某一站点i，途经所有车次的车身剩余容量总量
Figure BDA0002555207390000151
则基础排班计划不能满足客流需要，需增加车次，转步骤S4；
S4、计算需增加的车次，并分配竞争线路的增加车次数：
S4-1、计算剩余竞争客流总量，包括：
S4-1-1、将竞争客流填至竞争路段各站点中，使所有竞争线路在该段的车身剩余容量为0、或该站的竞争客流
Figure BDA0002555207390000152
全部填回；
S4-1-2、得出各站点分得的竞争客流
Figure BDA0002555207390000153
和需继续分配的剩余竞争客流量
Figure BDA0002555207390000154
S4-1-3、计算此时各条线路分别分得的竞争客流
Figure BDA0002555207390000155
和竞争路段剩余的竞争客流总量
Figure BDA0002555207390000156
(以3条线路为例)
S4-2、计算需增加的车次数，具体如下：
S4-2-1、分配剩余竞争客流(以3条线路为例)：
(1)第一种分配方式：根据时段内各竞争线路在第一次分配中的分得的竞争客流
Figure BDA0002555207390000157
和基础排班下的忠实客流C忠之和所占的比例分配各站点的剩余竞争客流
Figure BDA0002555207390000158
线路1、2、3分配比例分别为：
Figure BDA0002555207390000159
Figure BDA00025552073900001510
Figure BDA00025552073900001511
(2)第二种分配方式：根据历史某一时期，时段内各竞争线路的竞争客流
Figure BDA00025552073900001512
比例分配各站点的剩余竞争客流
Figure BDA00025552073900001513
那么线路1、2、3分配比例分别为：
Figure BDA0002555207390000161
Figure BDA0002555207390000162
Figure BDA0002555207390000163
不论哪种分配方式，线路1、2、3第i站所得剩余竞争客流量分别为：
Figure BDA0002555207390000164
S4-2-2、计算各线路第i站点需增加的车次数
Figure BDA0002555207390000165
Figure BDA0002555207390000166
N往上取整；
S4-2-3、找出各线路Ni的最大值，即第i站是竞争线路在竞争路段的客流高断面，竞争线路单向共需增加
Figure BDA0002555207390000167
个车次，采取短线措施增加竞争路段的单向短线车次，分别为：
Figure BDA0002555207390000168
S5、计算全天排班计划：
S5-1、汇总各时段的计算结果，得出双方向竞争线路各自的全天发班车次需求；
S5-2、按照步骤S4-2-3计算出的短线车次，计算以1小时为计算时段的发班时刻表：
S5-2-1、计算各线路新的短线单向发班间隔：
Figure BDA0002555207390000169
S5-2-2、据计算得出的各时段的发车间隔及首末班时间，在发班时刻表里列出双向发车时间和车次，填入预设好的停站时间，根据预测的路面行驶时间填入到站时间，得到各线路的全天发班时刻表。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判断发生站点重叠的线路是否竞争关系；
S2、计算线路基础排班；
S3、判断竞争路段是否需要增加车次容纳竞争客流，若需要，则进入步骤S4，否则按照步骤S2执行基础排班计划；
S4、计算需增加的车次，并分配竞争线路的增加车次数；
S5、计算全天排班计划。
2.根据权利要求1所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S1判断发生站点重叠的线路是否竞争关系的具体方式如下：
在公交运营时间各时段，如果单向或双向的发生站点重叠的两条或多条线路在重叠路段的客流量占各自线路相应行向客流总量50％及以上，则该多条线路在单向或双向属竞争线路，重叠路段客流属竞争客流。
3.根据权利要求2所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S2计算线路基础排班的具体过程如下：
S2-1、将竞争线路各时段的竞争客流C竞剔除，得到线路各自剩余客流分布，称为线路的忠实客流C忠；
S2-2、统一竞争线路的车身容量G和各时段预警满载率K的设定值；
S2-3、按照忠实客流计算单条线路的排班计划。
4.根据权利要求3所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S2-3按照忠实客流计算单条线路的排班计划的具体过程如下：
S2-3-1、设置特征参数；包括公交线路客流高峰时段、线路配备车型特征参数、线路特征参数；
其中，设置的线路配备车型特征参数包括：
1)可装载人数P；
2)最高预警满载率Kh；
3)最低预警满载率Kl；
设置的线路特征参数包括：
(1线路低满载站点预警比例M；
(2最低发班标准Δtmin；
(3停总站最短时间间隔t停；
(4吃饭时段；
(5驾驶员吃饭时间间隔t饭；
(6可供短线掉头的站点；
S2-3-2、通过车载客流检测仪获取客流历史数据，计算指定自然日高峰时段的某一小时内线路单向高断面客流C单；
计算方法为：取指定自然日前1个月内同一日期属性、同一时间段的客流历史数据的平均值，乘以去年同期自然日对比去年前1个月同一日期属性、同一时间段的平均客流值的比值；其中，日期属性包括：工作日、节假日；
S2-3-3、计算指定自然日高峰时段每小时的线路单向初步计划发班车次N单，计算方法为：
Figure FDA0002555207380000021
N单∈N且往上取整；
其中，C为某一小时内线路单向高断面客流；P为线路配备车型的可装载人数；Kh为线路配备车型的最高预警满载率；
S2-3-4、计算指定自然日高峰时段每小时的线路双向计划发班车次N；
S2-3-5、判断是否应用短线措施，并计算某一小时内线路初步计划短线发班车次N短；
S2-3-6、判断是否满足相关主管部门设定的最低发班标准，如果否，调整车次需求；
S2-3-7、计算双向配车数R；
S2-3-8、计算双向发班间隔Δt，得出全天基础发班时刻表：
S2-3-8-1、计算单向全程发班间隔Δt全1和Δt全2：
Figure FDA0002555207380000031
S2-3-8-2、计算单向短线发班间隔Δt单短：
Figure FDA0002555207380000032
S2-3-8-3、据计算得出的各时段的发车间隔及首末班时间，在发班时刻表里列出双向发车时间和车次，填入预设好的停站时间，根据预测的路面行驶时间填入到站时间。
5.根据权利要求4所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤2-3-5判断是否应用短线措施，并计算某一小时内线路初步计划短线发班车次N短的具体过程如下：
S2-3-5-1、根据客流检测仪的历史数据，计算某一小时内途经各站的满载率k；如果出现连续站点k<Kl,转S2-3-5-1；如果否，不应用短线；
S2-3-5-2、计算某一小时内线路单向低满载站点数占线路相同行向全部站点的比例m；如果m<M，该小时内线路单向应用短线，转S2-3-5-3；如果否，不应用短线；
S2-3-5-3、确定短线的起终点；
找到单向连接客流高断面的车辆满载率突降的站点，将其初步作为短线的起终点，线路往客流高断面延伸；
判断该站点是否可供车辆掉头行驶，如果可掉头站点在计算出的短线初始起终点外侧，则延长短线起终点至最近的可掉头站点；如果否，则不应用短线；
S2-3-5-4、计算某一小时内线路单向全程最少发班车次N单全，采用以下公式计算：
N单全＝C单全max/(G*Kh)，N单全∈N且往上取整；
其中，C单全max为根据预测的客流数据找出的短线站点外的站点中单向一小时内通过客流量最高的站点的客流；
S2-3-5-5、计算某一小时内线路双向全程最少发班车次N全；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划短线发班车次分别表示为N全1和N全2，采用以下公式计算：
N全＝N全1+N全2；
S2-3-5-6、计算某一小时内线路单向初步计划短线发班车次N单短，采用以下公式计算：
N单短＝N单-N单全，N单短∈N且往下取整；
其中，N单为某一小时内线路单向初步计划发班车次；
S2-3-5-7、计算某一小时内线路双向计划短线发班车次N短；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的初步计划短线发班车次分别表示为N短1和N短2，采用以下公式计算：
N短＝N短1+N短2。
6.根据权利要求5所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S2-3-6的具体过程如下：
S2-3-6-1、计算某一小时内线路单向全程最低班次Nmin，采用以下公式计算：
Figure FDA0002555207380000041
Nmin∈N且往上取整；
其中，Δtmin为最低发班标准；
S2-3-6-2、修正单向全程和单向短线的发班车次，分别表示为N’单全和N’单短，采用以下规则：
1-)如果N单全≥Nmin，则N’单全＝N单全，N’单短＝N单短；
2-)如果N单全<Nmin，则N’单全＝Nmin，N’单短＝N-N’单全且N’短≥0；
S2-3-6-3、修正双向全程和双向短线的发班车次，分别表示为N'全和N'短；由于线路是双向的，两条对向的单向线路在某一小时内的计划全程和短线发班车次分别表示为N'全1N和N'全2、N'短1和N'短2，采用以下公式计算：
N’全＝N’全1+N’全2；
N’短＝N’短1+N’短2。
7.根据权利要求6所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S2-3-7计算双向配车数R的具体过程如下：
S2-3-7-1、计算车辆行驶的行车往返时间t，计算方法为：取指定自然日前2个月内同一日期属性、同一时间段、同一任务的行车往返时间的平均值；其中，日期属性包括工作日、节假日；任务包括全程、短线；
S2-3-7-2、计算平均周回运转时间T，包括以下步骤：
S2-3-7-2-1、计算全程周回运转时间T全，采用以下公式计算：
T全＝t全+t停；
其中，t全为执行全程任务车辆的行车往返时间；t停为停总站最短时间间隔；
S2-3-7-2-2、计算短线周回运转时间T短，采用以下公式计算：
T短＝t短+t停；
其中，t短为执行短线任务车辆的行车往返时间；t停为停总站最短时间间隔；
S2-3-7-2-3、计算平均周回运转时间T，采用以下公式计算：
Figure FDA0002555207380000051
其中，T全为全程周回运转时间；N'全为某一小时内线路全程发班车次；T短为短线周回运转时间；N’短为某一小时内线路短线发班车次；N为某一小时内线路计划发班车次；
S2-3-7-3、计算双向配车数R，采用以下公式计算：
Figure FDA0002555207380000061
R∈N且往上取整；
其中，T为平均周回运转时间，N为双向计划发班车次。
8.根据权利要求7所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程如下：
S3-1、将竞争线路的重叠路段合并看作是一条新的线路；如果竞争路段有n个站点，则给其任一站点编号为i站点，其中i为整数，且1<＝i<＝n；
S3-2、根据基础排班计划得出各线路各车次在各站点的载客量称为基础载客量G0和基础车次N0，则在竞争路段第i个站的基础载客量为
Figure FDA0002555207380000062
基础车次为
Figure FDA0002555207380000063
S3-3、找出时段内竞争路段从第1个站到第i站的竞争客流量
Figure FDA0002555207380000064
竞争线路各自在第1站到第i站上车客流，减去这些上车客在第2站到第i站的下车人数，即：
Figure FDA0002555207380000065
S3-4、根据竞争线路的车身容量设定值G和各时段预警满载率设定值K和基础车次可得各时段最大载客量，减去已有的基础载客量
Figure FDA0002555207380000066
计算得出在竞争区段在第i个站点的车身剩余容量
Figure FDA0002555207380000067
S3-5、若竞争线路在竞争路段所有站点的
Figure FDA0002555207380000068
则基础排班计划能满足时段总客流需要，输出基础排班计划；若竞争线路在竞争路段存在某一站点i，途经所有车次的
Figure FDA0002555207380000069
则基础排班计划不能满足客流需要，需增加车次，转步骤S4。
9.根据权利要求8所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程如下：
S4-1、计算剩余竞争客流总量，包括：
S4-1-1、将竞争客流填至竞争路段各站点中，使所有竞争线路在该段的车身剩余容量为0、或该站的竞争客流
Figure FDA0002555207380000071
全部填回；
S4-1-2、得出各站点分得的竞争客流
Figure FDA0002555207380000072
和需继续分配的剩余竞争客流量
Figure FDA0002555207380000073
S4-1-3、计算此时各条线路分别分得的竞争客流，和竞争路段剩余的竞争客流总量
Figure FDA0002555207380000074
S4-2、计算需增加的车次数，具体如下：
S4-2-1、分配剩余竞争客流；
S4-2-2、计算各线路第i站点需增加的车次数；
S4-2-3、找出各线路Ni的最大值，即第i站是竞争线路在竞争路段的客流高断面，竞争线路单向共需增加
Figure FDA0002555207380000075
个车次，采取短线措施增加竞争路段的单向短线车次。
10.根据权利要求9所述的一种公交竞争线路排班方法，其特征在于，所述步骤S5计算全天排班计划的具体过程如下：
S5-1、汇总各时段的计算结果，得出双方向竞争线路各自的全天发班车次需求；
S5-2、按照步骤S4-2-3计算出的短线车次，计算以1小时为计算时段的发班时刻表：
S5-2-1、计算各线路新的短线单向发班间隔：
Figure FDA0002555207380000076
S5-2-2、据计算得出的各时段的发车间隔及首末班时间，在发班时刻表里列出双向发车时间和车次，填入预设好的停站时间，根据预测的路面行驶时间填入到站时间，得到各线路的全天发班时刻表。
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