CN113781787A - 公交发车时刻表生成方法及系统 - Google Patents

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CN113781787A CN202111346665.4A CN202111346665A CN113781787A CN 113781787 A CN113781787 A CN 113781787A CN 202111346665 A CN202111346665 A CN 202111346665A CN 113781787 A CN113781787 A CN 113781787A
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Abstract

本发明实施例公开了一种公交发车时刻表生成方法及系统，所述方法包括步骤1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面通量、分时段周圈时间；步骤2：再根据计算得到的数据采用试探法计算给定最大断面满载率和最大发车间隔约束下的候选的发车时刻表；步骤3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表中选取最佳的发车时刻表作为生成结果。本发明首先以历史数据为基础，避免了决策的主观性；同时，较全面考虑了乘客利益、公交公司运营成本和线路的可用车辆资源，通过确定性的计算，给出了合理、实用且易于推行的发车时刻表；本发明可以显著提高公交发车时刻表编制的合理性、实用性和时效性。

Description

公交发车时刻表生成方法及系统
技术领域
本发明涉及智慧公交领域，尤其涉及一种公交发车时刻表生成方法及系统。
背景技术
制定发车时刻表是公交运营计划的基本问题。在实际的生产运营活动中，发车时刻表的制定与客流规律、路况、车辆资源、考核要求等因素都有关系。现阶段，公交公司在编制时刻表时通常还是凭经验。例如在很多城市，会把出行高峰大致定在早7:00-9:00和晚17:00-19:00，根据估算的周圈时间和可用车辆资源，给予出行高峰时段较大的发车频率，而对于平峰时段给予较小的发车频率。
随着公交行业信息化程度的不断提高，尤其是车辆定位和电子支付等技术的普及，使得基于运营数据的时刻表编制成为可能。也出现了根据客流规律、周圈时间来优化发车时刻表的技术。这些技术主要还是对既有时刻表的局部优化，例如在班次总数固定的情况下如何调整发车间隔从而提高乘客体验。但实际上时刻表不仅关乎乘客体验，也关乎公交公司的运营成本、关乎线路的可用车辆资源，涉及的因素比较多。
现有的公交发车时刻表编制的方法主要还是手工法。计划编制人员依据经验手工编制计划，并根据执行情况做调整。运行大致稳定后则通常会固化时刻表，长时间使用，因为人工编制太繁琐。人工方法的主要的问题是缺乏数据支撑，且人脑无法做复杂的计算，对计划的可执行性没有很好的认识。
近期也出现了根据客流规律来优化发车间隔的技术，例如以最小化乘客等候时间为目标函数，通过遗传算法等优化技术在发车总班次数不变的情况下最优化发车间隔。这类方法的问题是没有考虑可用的车辆资源，且应用遗传算法因其固有的随机属性，每次计算出的结果很可能并不相同从而不易在实际生产中应用。另外，“发车班次数不变”这个前提本身也是值得商榷的，即现有计划班次数本身也是可能需要优化的。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种公交发车时刻表生成方法及系统，以实现综合乘客体验、公交公司运营成本和线路车辆资源的时刻表编制。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种公交发车时刻表生成方法，包括：
步骤1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面通量、分时段周圈时间；
步骤2：再根据计算得到的数据采用试探法计算给定的最大断面满载率和最大发 车间隔约束下的候选的发车时刻表
Figure 41714DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表
Figure 162117DEST_PATH_IMAGE001
中选取最佳的 发车时刻表作为生成结果。
进一步地，步骤3中，预设的评价函数f(Timetable_i)满足：
Figure 131734DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 730206DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 997108DEST_PATH_IMAGE004
为预设的加权系数，
Figure 757254DEST_PATH_IMAGE005
为目标线路的每公里运营成本，
Figure 211237DEST_PATH_IMAGE006
为乘 客的每分钟候车时间成本；
Wait(Timetable_i)为执行此时刻表乘客的总等候时长，
Figure 613400DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 485541DEST_PATH_IMAGE008
为班次的发车间隔，首班的发车间隔为0，即
Figure 931435DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure 889026DEST_PATH_IMAGE010
为班次的载客量，j为班次编号
Figure 833497DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 560144DEST_PATH_IMAGE012
为时刻表Timetable_i的班 次数；
Miles(Timetable_i)为执行此时刻表总的运营里程，
Figure 193251DEST_PATH_IMAGE013
，L为线路的运营里程；
步骤3中根据下式计算最佳的时刻表Timetable_opt：
Figure 621827DEST_PATH_IMAGE014
。
进一步地，步骤2中，记预设的班次载客量约束为
Figure 834634DEST_PATH_IMAGE015
，班次载客量
Figure 930635DEST_PATH_IMAGE016
的取值范 围为
Figure 469063DEST_PATH_IMAGE017
，即如果班次载客量大于等于
Figure 384936DEST_PATH_IMAGE018
则将触发班次；
Figure 667012DEST_PATH_IMAGE019
；给定的约束包括最大断面满载率
Figure 368252DEST_PATH_IMAGE020
和最大发车间隔
Figure 595359DEST_PATH_IMAGE021
，如果某班 次的最大断面满载率大于等于
Figure 483680DEST_PATH_IMAGE022
时则触发班次；如果某班次的发车间隔大于等于
Figure 818716DEST_PATH_IMAGE023
时则触发班次；否则继续试探下一分钟。
进一步地，步骤2中，记班次的发车时间为
Figure 374462DEST_PATH_IMAGE024
，对于首班，
Figure 520272DEST_PATH_IMAGE025
，即首班发车 时间
Figure 145158DEST_PATH_IMAGE026
；记下一班的发车间隔为
Figure 769037DEST_PATH_IMAGE027
，初始化
Figure 428557DEST_PATH_IMAGE028
；下一班的发车时刻
Figure 745269DEST_PATH_IMAGE029
；
步骤2中根据以下子步骤计算：
1）令班次标号
Figure 120100DEST_PATH_IMAGE030
,把发车时刻
Figure 282091DEST_PATH_IMAGE031
放入发车时刻表；
2）令下一班的发车间隔
Figure 546850DEST_PATH_IMAGE032
；
3）下一班的发车时间
Figure 283731DEST_PATH_IMAGE033
；若
Figure 633941DEST_PATH_IMAGE034
超过了线路的末班服务时间，执 行子步骤6）；否则执行下一步；
4）计算
Figure 114470DEST_PATH_IMAGE035
时刻发车的班次载客量
Figure 499315DEST_PATH_IMAGE036
和最大断面满载率
Figure 875938DEST_PATH_IMAGE037
;
a. 若
Figure 979024DEST_PATH_IMAGE038
，或
Figure 748396DEST_PATH_IMAGE039
，或
Figure 505524DEST_PATH_IMAGE040
，或
Figure 69361DEST_PATH_IMAGE041
已经是线路 的末班发车时间，则把时刻
Figure 643431DEST_PATH_IMAGE042
添加到发车时刻表，然后执行子步骤5）
b. 否则
Figure 216494DEST_PATH_IMAGE043
,返回子步骤3）
5）
Figure 44773DEST_PATH_IMAGE044
，返回子步骤2）；
6）对生成的时刻表做末班小间隔处理，即当末班发车和倒数第二班间隔较小时，按班次客流量均匀化后面几班的发车间隔。
相应地，本发明实施例还提供了一种公交发车时刻表生成系统，包括：
模块1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面通量、分时段周圈时间；
模块2：再根据计算得到的数据采用试探法计算给定的最大断面满载率和最大发 车间隔约束下的候选的发车时刻表
Figure 294358DEST_PATH_IMAGE045
；
模块3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表
Figure 840877DEST_PATH_IMAGE045
中选取最佳 的发车时刻表作为生成结果。
进一步地，模块3中，预设的评价函数f(Timetable_i)满足：
Figure 466899DEST_PATH_IMAGE046
；
其中，
Figure 680843DEST_PATH_IMAGE047
和
Figure 852061DEST_PATH_IMAGE048
为预设的加权系数，
Figure 132214DEST_PATH_IMAGE049
为目标线路的每公里运营成本，
Figure 47080DEST_PATH_IMAGE050
为 乘客的每分钟候车时间成本；
Wait(Timetable_i)为执行此时刻表乘客的总等候时长，
Figure 99219DEST_PATH_IMAGE051
；
Figure 441338DEST_PATH_IMAGE052
为班次的发车间隔，首班的发车间隔为0，即
Figure 211717DEST_PATH_IMAGE053
；
Figure 664695DEST_PATH_IMAGE054
为班次的载客量，j为班次编号
Figure 853231DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 349940DEST_PATH_IMAGE056
为时刻表Timetable_i的班 次数；
Miles(Timetable_i)为执行此时刻表总的运营里程，
Figure 623927DEST_PATH_IMAGE057
，L为线路的运营里程；
模块3中根据下式计算最佳的时刻表Timetable_opt：
Figure 132793DEST_PATH_IMAGE058
。
进一步地，模块2中，记预设的班次载客量约束为
Figure 175836DEST_PATH_IMAGE059
，班次载客量
Figure 843446DEST_PATH_IMAGE060
的取值范 围为
Figure 339150DEST_PATH_IMAGE061
，即如果班次载客量大于等于
Figure 399509DEST_PATH_IMAGE062
则将触发班次；
Figure 546326DEST_PATH_IMAGE063
；给定的约束包括最大断面满载率
Figure 135570DEST_PATH_IMAGE064
和最大发车间隔
Figure 633416DEST_PATH_IMAGE065
，如果某班 次的最大断面满载率大于等于
Figure 966309DEST_PATH_IMAGE066
时则触发班次；如果某班次的发车间隔大于等于
Figure 718364DEST_PATH_IMAGE067
时则触发班次；否则继续试探下一分钟。
进一步地，模块2中，记班次的发车时间为
Figure 256006DEST_PATH_IMAGE068
，对于首班，
Figure 726302DEST_PATH_IMAGE069
，即首班发车时 间
Figure 377732DEST_PATH_IMAGE070
；记下一班的发车间隔为
Figure 718714DEST_PATH_IMAGE071
，初始化
Figure 180920DEST_PATH_IMAGE072
；下一班的发车时刻
Figure 387779DEST_PATH_IMAGE073
；
模块2根据以下步骤计算：
1）令班次标号
Figure 62474DEST_PATH_IMAGE074
,把发车时刻
Figure 38389DEST_PATH_IMAGE075
放入发车时刻表；
2）令下一班的发车间隔
Figure 671496DEST_PATH_IMAGE076
；
3）下一班的发车时间
Figure 850804DEST_PATH_IMAGE077
；若
Figure 581388DEST_PATH_IMAGE078
超过了线路的末班服务时间，执 行步骤6）；否则执行下一步；
4）计算
Figure 428121DEST_PATH_IMAGE079
时刻发车的班次载客量
Figure 215817DEST_PATH_IMAGE080
和最大断面满载率
Figure 882422DEST_PATH_IMAGE081
;
a.若
Figure 413766DEST_PATH_IMAGE082
，或
Figure 115006DEST_PATH_IMAGE083
，或
Figure 558757DEST_PATH_IMAGE084
，或
Figure 227504DEST_PATH_IMAGE085
已经是线路的 末班发车时间，则把时刻
Figure 313272DEST_PATH_IMAGE086
添加到发车时刻表，然后执行步骤5）
b.否则
Figure 873214DEST_PATH_IMAGE087
,返回步骤3）
5）
Figure 19025DEST_PATH_IMAGE088
，返回步骤2）；
6）对生成的时刻表做末班小间隔处理，即当末班发车和倒数第二班间隔较小时，按班次客流量均匀化后面几班的发车间隔。
本发明的有益效果为：本发明首先以历史数据为基础，避免了决策的主观性；同时，较全面考虑了乘客利益、公交公司运营成本和线路的可用车辆资源，通过确定性的计算，给出了合理、实用且易于推行的发车时刻表；本发明可以显著提高公交发车时刻表编制的合理性、实用性和时效性。
附图说明
图1是本发明实施例的公交发车时刻表生成方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的公交发车时刻表生成方法的计算逻辑流程图。
图3是本发明实施例在班次载客量
Figure 643910DEST_PATH_IMAGE089
为约束下的时刻表编制流程图。
图4是本发明实施例在班次数或车辆数约束情况下的时刻表计算流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
下面给出发车时刻表的计算过程。现实过程中发车时刻表还和线路的运营模式有关，如环线、双向对开线路、全程收班线路、单程对收线路等，为表述本发明的核心方法，这里仅描述线路单向的时刻表编制。对于各种收班模式，在本发明描述的单向时刻表方法的基础上稍作调整即可应用。
请参照图1～图4，本发明实施例的公交发车时刻表生成方法包括步骤1～步骤3。
步骤1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面（断面：线路上两个站点之间的路段即为一个断面）通量（断面通量：一段时间内通过线路上某断面的客流积累量即为该时间段内该断面的断面通量）、分时段周圈时间（周圈时间：班次从始发站出发行驶到终点站结束过程中总的行驶时长）。
样本天的分时段客流量计算：
已知：各样本天每个班次的发车时间及对应的班次载客量（班次载客量：该班次从始发站出发行驶到终点站结束过程中上车人数的总和）。
计算：各时段的客流量。例如，(6:30, 6:40]时间段的客流量，即如果首班车6:30发车，第二班6:40发车的话，第二班车的载客量。
计算方法：记前后两个班次的发车时刻为t1和t2，假定乘客在两个班次之间按时间均匀分布的概率规律到站候车，把发车时刻为t2的班次承载的客流平均分配到（t1, t2]区间的每一分钟，于是得到每一分钟的客流。对这些每一分钟的客流在样本天范围内做平均并按10分钟一个时段做记录，即得到各时段的客流量。后续在应用试探法计算时刻表时，如果tb时刻发车且前一班次ta时刻发车，则tb时刻发车对应的班次载客量就是(ta, tb]时间段的客流量。
样本天的分时段断面通量计算：
已知：各样本天每个班次的断面客流。
计算：各时段各断面的断面通量。例如，(6:30, 6:40]时间段的各断面通量，即如果首班车6:30发车，第二班6:40发车的话，第二班车在线路的各个断面分担的断面通量。
计算方法：和时段客流量的计算方法类似，不同的是时段客流的计算是根据各班次的载客量，而时段下断面的断面通量的计算是根据各班次在各断面的通量。
断面通量的预计算是为了后续计算班次的最大断面客流从而得出最大断面满载率（断面满载率：车辆在某个断面的客流量为断面客流，断面客流除以该车辆的核载人数即为该断面的断面满载率）。除候车时长外，班次的最大断面满载率不超过设定的值是考虑乘客体验的另一方面。
样本天的分时段周圈时间计算：
已知：各样本天每个班次的周圈时间。
计算：各发车时刻对应的周圈时间。
计算方法：根据各发车时刻对应的周圈时间在样本天范围内做平均，得到相应的发车时刻对应的周圈时间。对于没有出现的发车时刻，通过插值（如线性插值）的方法给出对应时刻的周圈时间。
周圈时间的预计算是为了得到时刻表中每个班次的运行时间，从而能够估算执行该时刻表需要的最少车辆数。计算方法为分别计算主副站的逆差函数，而主副站逆差函数的最大值即为该站的最小配车数。对某站（主站或副站），按时间现后，如果有车辆发出，则其逆差函数值加1，如果有车辆到达，则其逆差函数值减1。
以上预计算，在其它文献中有叙述，这里不再过多赘述。
步骤2：再根据计算得到的数据采用试探法计算预设的班次载客量及给定最大断 面满载率和最大发车间隔约束下的候选的发车时刻表（发车时刻表：用列表方式给出线路 每一班次的发车时间）
Figure 2210DEST_PATH_IMAGE090
。其中试探法就是一分钟一分钟看是否应该发 车，如果满足了班次载客量要求或达到了最大班次满载率约束或达到了最大发车间隔（发 车间隔：本班次相对上一班次的时间差，单位为分钟）则发车，否则继续试探下一分钟。
步骤3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表
Figure 678042DEST_PATH_IMAGE090
中选取最佳 的发车时刻表作为编制生成结果。本发明从这众多的时刻表候选中选择综合评价最好的时 刻表作为最终的时刻表。这里的综合评价就是乘客利益和企业运营成本之间的平衡。
本发明需要利用以下数据：
（1）历史样本天，各班次：a）在每个断面的断面客流；b）该班次的整体载客量；c）该班次的周圈时间；
（2）目标线路的每公里运营成本，记为
Figure 978443DEST_PATH_IMAGE091
；
（3）乘客的每分钟候车时间成本，记为
Figure 841356DEST_PATH_IMAGE092
；
（4）各时段的最大发车间隔要求。
以上第（1）条,现有公交企业基本都具备车辆定位数据和电子支付数据，有多个技术论文、发明专利讲述如何计算这些数据。
以上第（2）条，现有公交企业基本都会根据实际的运营里程和开销统计出每条线路的综合每公里运营成本。
以上第（3）条，可根据当地的工资水平估算出乘客每等候一分钟需要付出的时间成本。
以上第（4）条，如果对该线路有相应的考核要求则取自考核要求数据，否则根据公交公司当地的情况给出最大发车间隔要求，例如白天最大15分钟发车间隔，晚8点后最大25分钟发车间隔。
记班次载客量
Figure 518194DEST_PATH_IMAGE093
的取值范围为
Figure 48533DEST_PATH_IMAGE094
，即如果班次载客量大 于等于
Figure 522764DEST_PATH_IMAGE095
则将触发班次；
Figure 872974DEST_PATH_IMAGE096
。例如，取值范围为[10,10.5,11,11.5,..., 200]表示如果班次载客量大于等于10（或10.5,11,11.5,...,200）将触发发车。
整体计算步骤如下：
1）预计算：样本天的分时段载客量；样本天的分时段断面通量；样本天的分时段周圈时间；
2）令时刻表标号
Figure 838656DEST_PATH_IMAGE097
；
3）计算
Figure 472768DEST_PATH_IMAGE098
约束下的发车时刻表
Figure 865703DEST_PATH_IMAGE099
；
4）
Figure 218056DEST_PATH_IMAGE100
；如果
Figure 987429DEST_PATH_IMAGE101
，重复步骤3）；否则执行下一步；
5）从以上N个时刻表中根据评价函数选取最佳的时刻表作为结果。
本发明的评价函数
Figure 210469DEST_PATH_IMAGE102
定义如下，其含义为乘客总的候车时间成本与企业运营成 本的加权平均，即该评价函数兼顾了乘客的利益和企业的运营成本。
作为一种实施方式，步骤3中，预设的评价函数f(Timetable_i)满足：
Figure 39885DEST_PATH_IMAGE103
；
其中，
Figure 364687DEST_PATH_IMAGE104
和
Figure 918509DEST_PATH_IMAGE105
为预设的加权系数；
Wait(Timetable_i)为执行此时刻表乘客的总等候时长，
Figure 277946DEST_PATH_IMAGE106
；
Figure 527531DEST_PATH_IMAGE107
为班次的发车间隔，首班的发车间隔为0，即
Figure 74050DEST_PATH_IMAGE108
；
Figure 450805DEST_PATH_IMAGE109
为班次的载客量，j为班次编号
Figure 914016DEST_PATH_IMAGE110
，
Figure 819655DEST_PATH_IMAGE111
为时刻表Timetable_i的 班次数；
Miles(Timetable_i)为执行此时刻表总的运营里程，
Figure 368317DEST_PATH_IMAGE112
，L为线路的运营里程；
步骤3中根据下式计算最佳的时刻表Timetable_opt：
Figure 17604DEST_PATH_IMAGE113
。
作为一种实施方式，预设的班次载客量约束为
Figure 351633DEST_PATH_IMAGE114
，班次载客量
Figure 945950DEST_PATH_IMAGE115
的取值范围 为
Figure 467062DEST_PATH_IMAGE116
，即如果班次载客量大于等于
Figure 169307DEST_PATH_IMAGE117
则将触发班次；
Figure 357843DEST_PATH_IMAGE118
；预设的车辆约束包括最大断面满载率
Figure 854552DEST_PATH_IMAGE119
和最大发车间隔
Figure 128539DEST_PATH_IMAGE120
，如 果某班次的最大断面满载率大于等于
Figure 385208DEST_PATH_IMAGE121
时则触发班次；如果某班次的发车间隔大于等 于
Figure 677518DEST_PATH_IMAGE122
时则触发班次；否则继续试探下一分钟。
作为一种实施方式，本发明计算逻辑为根据设定的班次载客量，通过试探法给出 需要的发车时刻。步骤2中，记班次的发车时间为
Figure 95861DEST_PATH_IMAGE123
，对于首班，
Figure 837902DEST_PATH_IMAGE124
，即首班发车时间
Figure 632683DEST_PATH_IMAGE125
；记下一班的发车间隔为
Figure 530232DEST_PATH_IMAGE126
，初始化
Figure 634323DEST_PATH_IMAGE127
；下一班的发车时刻
Figure 617322DEST_PATH_IMAGE128
；
步骤2中根据以下子步骤计算：
1）令班次标号
Figure 465061DEST_PATH_IMAGE129
,把发车时刻
Figure 951538DEST_PATH_IMAGE130
放入发车时刻表；
2）令下一班的发车间隔
Figure 492109DEST_PATH_IMAGE131
；
3）下一班的发车时间
Figure 696826DEST_PATH_IMAGE132
；若
Figure 833409DEST_PATH_IMAGE133
超过了线路的末班服务时间，执行 子步骤6）；否则执行下一步；
4）计算
Figure 692168DEST_PATH_IMAGE135
时刻发车的班次载客量
Figure 154373DEST_PATH_IMAGE136
和最大断面满载率
Figure 95653DEST_PATH_IMAGE137
;
a.若
Figure 35928DEST_PATH_IMAGE138
，或
Figure 11843DEST_PATH_IMAGE139
，或
Figure 379370DEST_PATH_IMAGE140
，或
Figure 558679DEST_PATH_IMAGE141
已经是线路的末 班发车时间，则把时刻
Figure 551911DEST_PATH_IMAGE142
添加到发车时刻表，然后执行子步骤5）
b. 否则
Figure 133065DEST_PATH_IMAGE143
,返回子步骤3）
5）
Figure 917832DEST_PATH_IMAGE144
，返回子步骤2）；
6）对生成的时刻表做末班小间隔处理，即当末班发车和倒数第二班间隔较小时，按班次客流量均匀化后面几班的发车间隔。
因考核要求或现实资源受限，会有对编制的时刻表附加班次数或配车数约束。这种情况下的计算逻辑大部分和基本发车时刻表相同，不同的是对候选的时刻表做约束验证，然后从通过验证的时刻表中选取评价最好的。
对于一般的班次或车辆约束，上述方法都能给出需要的发车时刻表结果。也有全部的候选时刻表都不满足班次或车辆约束的情况，通常是因为要求的班次或车辆数太少或太多，这已经脱离了乘客体验或运营成本的考虑，不在本发明的讨论范围之内。
本发明实施例的公交发车时刻表生成系统，包括：
模块1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面通量、分时段周圈时间；
模块2：再根据计算得到的数据采用试探法计算给定的最大断面满载率和最大发车间隔约束下的候选的发车时刻表
Figure 584437DEST_PATH_IMAGE146
；
模块3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表
Figure 132093DEST_PATH_IMAGE146
中选取最佳的发车时刻表作为生成结果。
作为一种实施方式，模块3中，预设的评价函数f(Timetable_i)满足：
Figure 817021DEST_PATH_IMAGE147
；
其中，
Figure 526351DEST_PATH_IMAGE148
和
Figure 195098DEST_PATH_IMAGE149
为预设的加权系数；
Wait(Timetable_i)为执行此时刻表乘客的总等候时长，
Figure 15287DEST_PATH_IMAGE150
；
Figure 820301DEST_PATH_IMAGE151
为班次的发车间隔，首班的发车间隔为0，即
Figure 700532DEST_PATH_IMAGE152
；
Figure 76150DEST_PATH_IMAGE153
为班次的载客量，j为班次编号
Figure 217806DEST_PATH_IMAGE154
，
Figure 628058DEST_PATH_IMAGE155
为时刻表Timetable_i的 班次数；
Miles(Timetable_i)为执行此时刻表总的运营里程，
Figure 194038DEST_PATH_IMAGE156
，L为线路的运营里程；
模块3中根据下式计算最佳的时刻表Timetable_opt：
Figure 56952DEST_PATH_IMAGE157
。
作为一种实施方式，预设的班次约束为
Figure 484522DEST_PATH_IMAGE158
，班次载客量
Figure 998549DEST_PATH_IMAGE159
的取值范围为
Figure 486162DEST_PATH_IMAGE160
，即如果班次载客量大于等于
Figure 820060DEST_PATH_IMAGE161
则将触发班次；
Figure 51321DEST_PATH_IMAGE162
；预设的车辆约束包括最大断面满载率
Figure 440362DEST_PATH_IMAGE163
和最大发车间隔
Figure 98877DEST_PATH_IMAGE164
，如 果某班次的最大断面满载率大于等于
Figure 185650DEST_PATH_IMAGE165
时则触发班次；如果某班次的发车间隔大于等 于
Figure 955023DEST_PATH_IMAGE166
时则触发班次；否则继续试探下一分钟。
作为一种实施方式，模块2中，记班次的发车时间为
Figure 928796DEST_PATH_IMAGE167
，对于首班，
Figure 7479DEST_PATH_IMAGE168
，即首 班发车时间
Figure 66702DEST_PATH_IMAGE169
；记下一班的发车间隔为
Figure 889033DEST_PATH_IMAGE170
，初始化
Figure 982891DEST_PATH_IMAGE171
；下一班的发车时刻
Figure 235405DEST_PATH_IMAGE172
；
模块2根据以下步骤计算：
1）令班次标号
Figure 781924DEST_PATH_IMAGE173
,把发车时刻
Figure 893100DEST_PATH_IMAGE174
放入发车时刻表；
2）令下一班的发车间隔
Figure 356311DEST_PATH_IMAGE175
；
3）下一班的发车时间
Figure 527529DEST_PATH_IMAGE176
；若
Figure 810612DEST_PATH_IMAGE177
超过了线路的末班服务时间，执 行步骤6）；否则执行下一步；
4）计算
Figure 725478DEST_PATH_IMAGE178
时刻发车的班次载客量
Figure 59508DEST_PATH_IMAGE179
和最大断面满载率
Figure 385316DEST_PATH_IMAGE180
;
a.若
Figure 906427DEST_PATH_IMAGE181
，或
Figure 871322DEST_PATH_IMAGE183
，或
Figure 59858DEST_PATH_IMAGE184
，或
Figure 556567DEST_PATH_IMAGE185
已经是线路的末 班发车时间，则把时刻
Figure 299395DEST_PATH_IMAGE186
添加到发车时刻表，然后执行步骤5）
b.否则
Figure 556064DEST_PATH_IMAGE187
,返回步骤3）
5）
Figure 848374DEST_PATH_IMAGE188
，返回步骤2）；
6）对生成的时刻表做末班小间隔处理，即当末班发车和倒数第二班间隔较小时，按班次客流量均匀化后面几班的发车间隔。
本发明提高了公交发车时刻表编制的合理性，使发车时刻和乘客出行需求更匹配；本发明提高了公交发车时刻表编制的实用性，使发车时刻兼顾了公交公司的运营成本和线路车辆资源；本发明提高了公交发车时刻表编制的时效性，通过发车时刻表编制系统，能够根据运营条件的改变，自动化、快速编制出可用的发车时刻表。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (8)

1.一种公交发车时刻表生成方法，其特征在于，包括：
步骤1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面通量、分时段周圈时间；
步骤2：再根据计算得到的数据采用试探法计算给定的最大断面满载率和最大发车间 隔约束下的候选的发车时刻表
Figure 890209DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表
Figure 371132DEST_PATH_IMAGE001
中选取最佳的发车 时刻表作为生成结果。
2.如权利要求1所述的公交发车时刻表生成方法，其特征在于，步骤3中，预设的评价函数f(Timetable_i)满足：
Figure 478765DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 77236DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 953926DEST_PATH_IMAGE004
为预设的加权系数，
Figure 104284DEST_PATH_IMAGE005
为目标线路的每公里运营成本，
Figure 932169DEST_PATH_IMAGE006
为乘客的 每分钟候车时间成本；
Wait(Timetable_i)为执行此时刻表乘客的总等候时长，
Figure 193387DEST_PATH_IMAGE007
；
Figure 190161DEST_PATH_IMAGE008
为班次的发车间隔，首班的发车间隔为0，即
Figure 511421DEST_PATH_IMAGE009
；
Figure 829532DEST_PATH_IMAGE010
为班次的 载客量，j为班次编号
Figure 628861DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 355509DEST_PATH_IMAGE012
为时刻表Timetable_i的班次数；
Miles(Timetable_i)为执行此时刻表总的运营里程，
Figure 113249DEST_PATH_IMAGE013
，L为线路的运营里程；
步骤3中根据下式计算最佳的时刻表Timetable_opt：
Figure 682771DEST_PATH_IMAGE014
。
3.如权利要求1所述的公交发车时刻表生成方法，其特征在于，步骤2中，记预设的班次 载客量约束为
Figure 518746DEST_PATH_IMAGE015
，班次载客量
Figure 490113DEST_PATH_IMAGE016
的取值范围为
Figure 28542DEST_PATH_IMAGE017
，即如果班次载客 量大于等于
Figure 85360DEST_PATH_IMAGE018
则将触发班次；
Figure 226491DEST_PATH_IMAGE019
；给定的约束包括最大断面满载率
Figure 553830DEST_PATH_IMAGE020
和 最大发车间隔
Figure 653373DEST_PATH_IMAGE021
，如果某班次的最大断面满载率大于等于
Figure 807273DEST_PATH_IMAGE020
时则触发班次；如果某班 次的发车间隔大于等于
Figure 752096DEST_PATH_IMAGE022
时则触发班次；否则继续试探下一分钟。
4.如权利要求3所述的公交发车时刻表生成方法，其特征在于，步骤2中，记班次的发车 时间为
Figure 432476DEST_PATH_IMAGE023
，对于首班，
Figure 201455DEST_PATH_IMAGE024
，即首班发车时间
Figure 967286DEST_PATH_IMAGE025
；记下一班的发车间隔为
Figure 591165DEST_PATH_IMAGE026
，初始化
Figure 391631DEST_PATH_IMAGE027
；下一班的发车时刻
Figure 832977DEST_PATH_IMAGE028
；
步骤2中根据以下子步骤计算：
1）令班次标号
Figure 587568DEST_PATH_IMAGE029
,把发车时刻
Figure 15139DEST_PATH_IMAGE030
放入发车时刻表；
2）令下一班的发车间隔
Figure 404532DEST_PATH_IMAGE031
；
3）下一班的发车时间
Figure 16779DEST_PATH_IMAGE032
；若
Figure 757201DEST_PATH_IMAGE033
超过了线路的末班服务时间，执行子步 骤6）；否则执行下一步；
4）计算
Figure 988463DEST_PATH_IMAGE034
时刻发车的班次载客量
Figure 730897DEST_PATH_IMAGE035
和最大断面满载率
Figure 248466DEST_PATH_IMAGE036
;
a.若
Figure 476185DEST_PATH_IMAGE037
，或
Figure 370192DEST_PATH_IMAGE038
，或
Figure 875123DEST_PATH_IMAGE039
，或
Figure 799479DEST_PATH_IMAGE040
已经是线路的末班发车时 间，则把时刻
Figure 514494DEST_PATH_IMAGE041
添加到发车时刻表，然后执行子步骤5）
b.否则
Figure 212191DEST_PATH_IMAGE042
,返回子步骤3）
5）
Figure 430683DEST_PATH_IMAGE043
，返回子步骤2）；
6）对生成的时刻表做末班小间隔处理，即当末班发车和倒数第二班间隔较小时，按班次客流量均匀化后面几班的发车间隔。
5.一种公交发车时刻表生成系统，其特征在于，包括：
模块1：根据历史样本天计算样本天的分时段载客量、分时段断面通量、分时段周圈时间；
模块2：再根据计算得到的数据采用试探法计算给定的最大断面满载率和最大发车间 隔约束下的候选的发车时刻表
Figure 431000DEST_PATH_IMAGE044
；
模块3：根据预设的评价函数从候选的发车时刻表
Figure 600688DEST_PATH_IMAGE044
中选取最佳的发车 时刻表作为生成结果。
6.如权利要求5所述的公交发车时刻表生成系统，其特征在于，模块3中，预设的评价函数f(Timetable_i)满足：
Figure 836497DEST_PATH_IMAGE045
；
其中，
Figure 175075DEST_PATH_IMAGE046
和
Figure 470927DEST_PATH_IMAGE047
为预设的加权系数，
Figure 130841DEST_PATH_IMAGE048
为目标线路的每公里运营成本，
Figure 170341DEST_PATH_IMAGE050
为乘客的 每分钟候车时间成本；
Wait(Timetable_i)为执行此时刻表乘客的总等候时长，
Figure 97845DEST_PATH_IMAGE052
；
Figure 439965DEST_PATH_IMAGE053
为班次的发车间隔，首班的发车间隔为0，即
Figure 351289DEST_PATH_IMAGE054
；
Figure 427436DEST_PATH_IMAGE055
为班次 的载客量，j为班次编号
Figure 740606DEST_PATH_IMAGE056
，
Figure 253627DEST_PATH_IMAGE057
为时刻表Timetable_i的班次数；
Miles(Timetable_i)为执行此时刻表总的运营里程，
Figure 652247DEST_PATH_IMAGE058
，L为线路的运营里程；
模块3中根据下式计算最佳的时刻表Timetable_opt：
Figure 767971DEST_PATH_IMAGE059
。
7.如权利要求5所述的公交发车时刻表生成系统，其特征在于，模块2中，记预设的班次 载客量约束为
Figure 437112DEST_PATH_IMAGE060
，班次载客量
Figure 245668DEST_PATH_IMAGE061
的取值范围为
Figure 741371DEST_PATH_IMAGE062
，即如果班次载客 量大于等于
Figure 926365DEST_PATH_IMAGE063
则将触发班次；
Figure 948548DEST_PATH_IMAGE064
；给定的约束包括最大断面满载率
Figure 449978DEST_PATH_IMAGE065
和最 大发车间隔
Figure 698556DEST_PATH_IMAGE066
，如果某班次的最大断面满载率大于等于
Figure 421662DEST_PATH_IMAGE067
时则触发班次；如果某班 次的发车间隔大于等于
Figure 298351DEST_PATH_IMAGE068
时则触发班次；否则继续试探下一分钟。
8.如权利要求7所述的公交发车时刻表生成系统，其特征在于，模块2中，记班次的发车 时间为
Figure 714289DEST_PATH_IMAGE069
，对于首班，
Figure 545104DEST_PATH_IMAGE070
，即首班发车时间
Figure 947266DEST_PATH_IMAGE071
；记下一班的发车间隔为
Figure 678462DEST_PATH_IMAGE072
，初始化
Figure 265301DEST_PATH_IMAGE073
；下一班的发车时刻
Figure 347526DEST_PATH_IMAGE074
；
模块2根据以下步骤计算：
1）令班次标号
Figure 287801DEST_PATH_IMAGE075
,把发车时刻
Figure 637617DEST_PATH_IMAGE076
放入发车时刻表；
2）令下一班的发车间隔
Figure 395357DEST_PATH_IMAGE077
；
3）下一班的发车时间
Figure 699300DEST_PATH_IMAGE078
；若
Figure 443265DEST_PATH_IMAGE079
超过了线路的末班服务时间，执行步骤 6）；否则执行下一步；
4）计算
Figure 414632DEST_PATH_IMAGE080
时刻发车的班次载客量
Figure 579159DEST_PATH_IMAGE081
和最大断面满载率
Figure 635977DEST_PATH_IMAGE082
;
a.若
Figure 777108DEST_PATH_IMAGE083
，或
Figure 478348DEST_PATH_IMAGE084
，或
Figure 312312DEST_PATH_IMAGE085
，或
Figure 354961DEST_PATH_IMAGE086
已经是线路的末班发车 时间，则把时刻
Figure 565362DEST_PATH_IMAGE087
添加到发车时刻表，然后执行步骤5）
b.否则
Figure 121109DEST_PATH_IMAGE088
,返回步骤3）
5）
Figure 391553DEST_PATH_IMAGE089
，返回步骤2）；
6）对生成的时刻表做末班小间隔处理，即当末班发车和倒数第二班间隔较小时，按班次客流量均匀化后面几班的发车间隔。
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