CN113919684A - 一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质 Download PDF

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CN113919684A CN202111169370.4A CN202111169370A CN113919684A CN 113919684 A CN113919684 A CN 113919684A CN 202111169370 A CN202111169370 A CN 202111169370A CN 113919684 A CN113919684 A CN 113919684A
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徐依菲
徐彪
谢国涛
秦兆博
秦晓辉
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胡满江
秦洪懋
丁荣军
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Abstract

本发明提供了一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质，在常规定制公交运营模式基础上，新增包车和点对点拼车的运营模式，为乘客提供更个性化的出行选择；提供容量不同的多种车型，调度系统能合理分配车型，提高车辆资源利用率，可在多运营模式下对车辆进行综合调度，兼顾运输效率和乘客出行体验。

Description

一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质
技术领域
本发明涉及公交调度技术领域，尤其涉及一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质。
背景技术
定制公交是一种以乘客为导向的弹性运输服务，根据预约的订单情况和服务对象的出行需求，按照设定的线路行驶和在站点停靠，为预订出行的乘客提供定制的公共交通服务。
相关技术中，专利文件CN105070044A通过分析多样化线路运行模式，提出一种考虑多起终点、多车型混载、乘客需求可混载特点的定制公交线路规划方法，该方法能够提高运营企业收益，使定制公交运行模式更为丰富，具有实际推广意义；专利文件CN112561249A提出一种面向乘客实时需求的城市定制公交调度方法，弥补了预定公交模式下，调度中心制定规划线路及派发车辆的过程中常出现的车辆使用不灵活、既定车辆路径与新的乘客需求无法匹配的缺陷；专利文件CN112906221A提出了一种基于预约数据的多车型区域定制公交调度方法，结合了出租车预约模式以及地铁大客流站台候车特点，面向城市中心城区客流高的地带建立多路线多车型定制公交的动态调度方法，同时对预约响应时间进行量化分析，从而提出合理的调度运行方案。
上述专利都从不同角度提出了定制公交调度与管理方法，但集中在单一的运营模式，即在规划路线上“站站停”的公交运输方式，对于运营方式和车型的配置考虑不够全面，不能灵活地适应不同乘客的出行需求。因此，实有必要提供一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质以解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种多模式定制公交动态调度方法、系统及可读存储介质，可在多运营模式下对车辆进行综合调度，兼顾运输效率和乘客出行体验。
本发明的技术方案为：
一种多模式定制公交动态调度方法，包括如下步骤：
S1：获取乘客提交的订单，将获取的订单加载至未分配订单队列，并根据订单中乘客的期望上车时间对未分配订单队列进行排序；
S2：获取车辆信息；
S3：将未分配订单队列中首位订单与所述车辆信息相匹配，基于多模式的调度规划模型为首位订单匹配车辆；
S4：实时更新所述未分配订单队列及车辆信息。
优选的，乘客提交订单r的订单信息表示为Requestr＝{Pr,Or,Dr,Tr,Mr}，其中Pr为订单r的乘客数量，Or为订单r的起始站点，Dr为订单的终止站点，Tr为订单r的期望上车时间，Mr为订单r的出行模式；
出行模式Mr包括三种：
包车模式
Figure BDA0003292404340000021
不允许与其他订单拼车，享受点对点的运送服务；
点对点拼车模式
Figure BDA0003292404340000022
允许与起始站点及终止站点均相同的其他订单拼车；
公交模式
Figure BDA0003292404340000023
允许与任意订单拼车。
优选的，所述车辆信息表示为Vehiclev＝{Cv,Nv,Sv,Lv,Fv}，式中Cv为车辆v的核载人数，Nv为车辆v的实载人数，Sv为车辆v的当前状态，Lv为车辆v的当前位置，Fv为车辆v当前行驶方向，分为正向和反向；
车辆的当前状态Sv分为四种：
空车状态
Figure BDA0003292404340000024
未与任何订单匹配，可以接受任意模式的订单；
包车状态
Figure BDA0003292404340000025
已与包车模式的订单匹配，不再接收其他订单；
点对点拼车状态
Figure BDA0003292404340000026
已与点对点拼车模式的订单匹配，可接收点对点拼车模式的订单；
公交状态
Figure BDA0003292404340000027
车辆已与公交模式的订单匹配，可接收公交模式的订单。
优选的，所述多模式的调度规划模型包括包车模式调度规划模型、点对点拼车模式调度规划模型及公交模式调度规划模型，所述步骤S3具体为：
S31：判断未分配订单队列中首位订单的出行模式，若为包车模式，则转步骤S32；若为点对点拼车模式，则转步骤S33；若为公交模式，则转步骤S34；
S32：基于包车模式调度规划模型，从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间和车辆最小化座位闲置的车辆作为首位订单的匹配车辆；
S33：搜索未分配订单队列中除首位订单外的订单，选择起始站点、终止站点及出行模式均与首位订单相同，且期望上车时间与首位订单在一定范围内波动的订单，将其与首位订单整合成一个整合订单，基于点对点拼车模式调度规划模型，从处于空车状态或点对点拼车模式下的车辆中选择最小化座位闲置的车辆作为整合订单的匹配车辆；
S34：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则基于公交模式调度规划模型，从所述备选车辆集合AltVehicle中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆，其中出行方向指的是订单中从起始站点驶向终止站点的方向。
优选的，所述包车模式调度规划模型目标函数表示为：
Figure BDA0003292404340000031
式中，Tcurrent为当前调度时间；
Figure BDA0003292404340000032
为车辆v到订单r起始站点的行驶距离；vv为车辆v的行驶速度；Xrv为车辆v与订单r的匹配关系，Xrv＝1表示车辆v被分配给订单r，Xrv＝0表示车辆v未被分配给订单r；权重系数w用来平衡车辆等待时间成本和车辆座位闲置成本之间的关系，且满足w∝K，K为空车占所有车辆比率。
所述包车模式调度规划模型目标函数存在如下约束条件：
(1)乘客上车时间约束：
Figure BDA0003292404340000033
(3)车辆核载人数约束：
Cv-Pr≥0
(3)车辆状态约束：
Nv＝1
(4)车辆行驶方向约束：
Figure BDA0003292404340000034
式中，
Figure BDA0003292404340000035
表示订单的出行方向，即从起始站点驶向终止站点的方向；
(5)订单分配约束：
Figure BDA0003292404340000041
(6)0-1变量约束
Xrv∈{0,1}。
优选的，所述整合订单表示为：Requesttotal＝{Ptotal,Or,Dr,Ttotal,Mr}，其中
Figure BDA0003292404340000042
为整合订单的总乘客数，Ttotal为整合订单的期望上车时间，Ttotal∈[Tr,Tr+t]，t表示期望上车时间相比于首位订单的波动值。
点对点拼车模式调度规划模型的目标函数为：
Figure BDA0003292404340000043
式中，Xtotal-v为车辆v与整合订单Requesttotal的匹配关系Xtotal-v＝1表示车辆v被分配给整合订单Requesttotal，Xtotal-v＝0表示车辆v未被分配给整合订单Requesttotal。
点对点拼车模式调度规划模型存下如下约束条件：
(1)乘客上车时间约束
Figure BDA0003292404340000044
(2)车辆核载人数约束
Cv-Ptotal≥0
(3)车辆状态约束
Nv＝1
(4)车辆行驶方向约束
Figure BDA0003292404340000045
(5)订单分配约束
Figure BDA0003292404340000046
(6)0-1变量约束
Xtotal-v∈{0,1}。
优选的，所述步骤S34具体为：
S341：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则执行步骤S348；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则执行步骤S342；
S342：针对备选车辆集合AltVehicle中的任意车辆，获取其已经接收的订单中各个站点之间行程区间的乘客数量集合：
Figure BDA0003292404340000051
Figure BDA0003292404340000052
表示站点i到站点j区间内车辆上的乘客人数；
S343：根据该车辆的核载人数Cv，计算各个站点区间剩余座位数
Figure BDA0003292404340000053
建立各个站点区间剩余座位数集合
Figure BDA0003292404340000054
Figure BDA0003292404340000055
S344：提取首位订单的起始站点Or和终止站点Dr，对首位订单各个区间进行划分，并计算各个站点区间剩余座位数量集合
Figure BDA0003292404340000056
Figure BDA0003292404340000057
求取
Figure BDA0003292404340000058
中的最小值
Figure BDA0003292404340000059
S345：将
Figure BDA00032924043400000510
的车辆从备选车辆集合AltVehicle中剔除，若此时备选车辆集合AltVehicle为空集，转步骤S348；
S346：从备选车辆集合AltVehicle中选出
Figure BDA00032924043400000511
的车辆，若存在多辆，转步骤S227；
S347：选出
Figure BDA00032924043400000512
的车辆，并将该车辆作为首位订单的匹配车辆；
S348：安排空车状态下的车辆作为首位订单的匹配车辆。
本发明还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述的多模式定制公交动态调度方法。
本发明还提供一种多模式定制公交动态调度系统，包括客户端及调度系统，所述客户端包括乘客端及车辆端，所述乘客端及所述车辆端均与所述调度系统通信连接，所述乘客端向所述调度系统提交订单，所述车辆端向所述调度系统发送车辆信息，所述调度系统采用上述的多模式定制公交动态调度方法为所述乘客端提交的订单匹配车辆。
本发明在常规定制公交运营模式基础上，新增包车和点对点拼车的运营模式，并提供容量不同的多种车型，提高了定制公交运营的灵活性，为乘客提供更为个性化的出行选择，可在多运营模式下对车辆进行综合调度，兼顾运输效率和乘客出行体验。
附图说明
图1为本发明提出的多模式多车型定制公交动态调度方法流程图；
图2为包车模式、点对点拼车模式和公交模式的调度示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对将结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
请结合图1-2，本发明提供一种多模式定制公交动态调度方法，包括如下步骤：
S1：获取乘客提交的订单，将获取的订单加载至未分配订单队列，并根据订单中乘客的期望上车时间对未分配订单队列进行排序。
所述订单可以由乘客通过APP、小程序、网页等平台实时提交或者预约提交，本实施方式对此不做限制。
乘客提交订单r的订单信息表示为Requestr＝{Pr,Or,Dr,Tr,Mr}，其中Pr为订单r的乘客数量，Or为订单r的起始站点，Dr为订单的终止站点，Tr为订单r的期望上车时间，Mr为订单r的出行模式。
出行模式Mr包括三种：
包车模式
Figure BDA0003292404340000061
不允许与其他订单拼车，享受点对点的运送服务；
点对点拼车模式
Figure BDA0003292404340000062
允许与起始站点及终止站点均相同的其他订单拼车；
公交模式
Figure BDA0003292404340000063
允许与任意订单拼车。
S2：获取车辆信息。
车辆信息表示为Vehiclev＝{Cv,Nv,Sv,Lv,Fv}，式中Cv为车辆v的核载人数，Nv为车辆v的实载人数，Sv为车辆v的当前状态，Lv为车辆v的当前位置，Fv为车辆v当前行驶方向，分为正向和反向。
车辆的当前状态Sv分为四种：
空车状态
Figure BDA0003292404340000071
未与任何订单匹配，可以接受任意模式的订单；
包车状态
Figure BDA0003292404340000072
已与包车模式的订单匹配，不再接收其他订单；
点对点拼车状态
Figure BDA0003292404340000073
已与点对点拼车模式的订单匹配，可接收点对点拼车模式的订单；
公交状态
Figure BDA0003292404340000074
已与公交模式的订单匹配，可接收公交模式的订单。
S3：将未分配订单队列中首位订单与所述车辆信息相匹配，基于多模式的调度规划模型为首位订单匹配车辆。
所述多模式的调度规划模型包括包车模式调度规划模型、点对点拼车模式调度规划模型及公交模式调度规划模型，所述步骤S3具体为：
S31：判断未分配订单队列中首位订单的出行模式，若为包车模式，则转步骤S32；若为点对点拼车模式，则转步骤S33；若为公交模式，则转步骤S34；
S32：基于包车模式调度规划模型，从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间和车辆最小化座位闲置的车辆作为首位订单的匹配车辆；
包车模式为点对点的运送模式，因此只能从处于空车状态的车辆中进行匹配，并且只要车辆的座位数量满足订单的乘客数量需求即可。缩短乘客的等待时间，可以增加乘客的满足度；减小车辆的座位闲置，可以增加车辆的利用率，减小运营成本。
所述包车模式调度规划模型目标函数表示为：
Figure BDA0003292404340000075
式中，Tcurrent为当前调度时间；
Figure BDA0003292404340000076
为车辆v到订单r起始站点的行驶距离；vv为车辆v的行驶速度；Xrv为车辆v与订单r的匹配关系，Xrv＝1表示车辆v被分配给订单r，Xrv＝0表示车辆v未被分配给订单r；权重系数w用来平衡车辆等待时间成本和车辆座位闲置成本之间的关系，且满足w∝K，K为空车占所有车辆比率。
所述包车模式调度规划模型目标函数存在如下约束条件：
(1)乘客上车时间约束：
Figure BDA0003292404340000081
式中，
Figure BDA0003292404340000082
表示车辆达到起始站点的时间，上述约束的目的是为了保证车辆能够在期望上车时间之前能够达到订单的起始站点。
(2)车辆核载人数约束：
Cv-Pr≥0
上述约束的目的是为了保证车辆的核载人数可以满足订单中乘客数量的需求，确保不会出现座位不足的情况。
(3)车辆实载人数约束：
Nv＝1
在车辆位于订单匹配之前，车辆必须处于空车状态，此时车辆中仅有司机一人，因此车辆的实载人数为1。
(4)车辆行驶方向约束：
Figure BDA0003292404340000083
式中，
Figure BDA0003292404340000084
表示订单的出行方向，即从起始站点驶向终止站点的方向，
Figure BDA0003292404340000085
表示车辆当前的行驶方向需要与订单的出行方向一致。
(5)订单分配约束：
Figure BDA0003292404340000086
(6)0-1变量约束
Xrv∈{0,1}
S33：搜索未分配订单队列中除首位订单外的订单，选择起始站点、终止站点及出行模式均与首位订单相同，且期望上车时间与首位订单在一定范围内波动的订单，将其与首位订单整合成一个整合订单，基于点对点拼车模式调度规划模型，从处于空车状态或点对点拼车模式下的车辆中选择最小化座位闲置的车辆作为整合订单的匹配车辆。
点对点拼车模式下，乘客允许与起始站点和终止站点相同的订单进行拼车，因此可以将起始站点和终止站点相同的多个订单安排在同一辆车接送。同时由于是拼车模式，拼车订单的期望上车时间与首位订单不可能完全一致，因此在首位订单的期望上车时间上可以设定一个波动值，在波动值的范围进行拼车订单的选择，可以提高拼车的成功率。可以理解的是，拼车订单是车辆内所有订单进行费用的分摊，拼车成功，则每个订单的使用费用会降低，因此波动值的取值可以由首位订单的乘客自由进行选取，波动值越小，则拼车的成功率越低，波动值越大，则拼车的成功率越高。
整合订单表示为：Requesttotal＝{Ptotal,Or,Dr,Ttotal,Mr}，其中
Figure BDA0003292404340000091
Figure BDA0003292404340000092
为整合订单的总乘客数，Ttotal为整合订单的期望上车时间，Ttotal∈[Tr,Tr+t]，t表示期望上车时间相比于首位订单的波动值。
点对点拼车模式调度规划模型的目标函数为：
Figure BDA0003292404340000093
式中，Xtotal-v为车辆v与整合订单Requesttotal的匹配关系，Xtotal-v＝1表示车辆v被分配给整合订单Requesttotal，Xtotal-v＝0表示车辆v未被分配给整合订单Requesttotal。
点对点拼车模式调度规划模型存下如下约束条件：
(1)乘客上车时间约束
Figure BDA0003292404340000094
式中，
Figure BDA0003292404340000095
表示车辆达到起始站点的时间，上述约束的目的是为了保证车辆能够在整合订单的期望上车时间之前能够达到订单的起始站点。
(2)车辆核载人数约束
Cv-Ptotal≥0
上述约束的目的是为了保证车辆的核载人数可以满足订单中乘客数量的需求，确保不会出现座位不足的情况。
(3)车辆状态约束
Nv＝1
在车辆位于订单匹配之前，车辆必须处于空车状态，此时车辆中仅有司机一人，因此车辆的实载人数为1。
(4)车辆行驶方向约束
Figure BDA0003292404340000096
式中，
Figure BDA0003292404340000097
表示订单的出行方向，即从起始站点驶向终止站点的方向，
Figure BDA0003292404340000101
表示车辆当前的行驶方向需要与订单的出行方向一致。
(5)订单分配约束
Figure BDA0003292404340000102
(6)0-1变量约束
Xtotal-v∈{0,1}
S34：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则基于公交模式调度规划模型，从所述备选车辆集合AltVehicle中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆，其中出行方向指的是订单中从起始站点驶向终止站点的方向。
公交模式下，乘客的需求最低，只需要期望上车时间、出行方向及车辆的剩余座位数量满足需求即可。
所述步骤S34具体为：
S341：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则执行步骤S348；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则执行步骤S342；
S342：针对备选车辆集合AltVehicle中的任意车辆，获取其已经接收的订单中各个站点之间行程区间的乘客数量集合：
Figure BDA0003292404340000103
Figure BDA0003292404340000104
表示站点i到站点j区间内车辆上的乘客人数；
S343：根据该车辆的核载人数Cv，计算各个站点区间剩余座位数
Figure BDA0003292404340000105
建立各个站点区间剩余座位数集合
Figure BDA0003292404340000106
Figure BDA0003292404340000107
S344：提取首位订单的起始站点Or和终止站点Dr，对首位订单各个区间进行划分，并计算各个站点区间剩余座位数量集合
Figure BDA0003292404340000108
Figure BDA0003292404340000109
求取
Figure BDA00032924043400001010
中的最小值
Figure BDA00032924043400001011
S345：将
Figure BDA00032924043400001012
的车辆从备选车辆集合AltVehicle中剔除，若此时备选车辆集合AltVehicle为空集，转步骤S348；
S346：从备选车辆集合AltVehicle中选出
Figure BDA0003292404340000111
的车辆，若存在多辆，转步骤S227；
S347：选出
Figure BDA0003292404340000112
的车辆，并将该车辆作为首位订单的匹配车辆；
S348：安排空车状态下的车辆作为首位订单的匹配车辆。
针对公交模式，举例如下：
一辆核载10座的车辆v，假设其已访问乘客订单信息如下：
订单1：{起始站：a，终止站：c，乘客数量：3}；
订单2：{起始站：b，终止站：f，乘客人数：4}。
由此整理出
Figure BDA0003292404340000113
各个行程区间占有人数为:Zv＝{3,7,4,4,4}。
计算各个站点区间剩余座位数
Figure BDA0003292404340000114
各个行程区间占有人数为:Yv＝{7,3,6,6,6}。
待处理订单为：{起始站：b，终止站：e，乘客人数：2人}，
Figure BDA0003292404340000115
进而
Figure BDA0003292404340000116
判断
Figure BDA0003292404340000117
故将车辆v保留在备选车辆集合AltVehicle中。
S4：实时更新所述未分配订单队列及车辆信息。
本发明还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述的多模式定制公交动态调度方法。
本发明还提供一种多模式定制公交动态调度系统，包括客户端及调度系统，所述客户端包括乘客端及车辆端，所述乘客端及所述车辆端均与所述调度系统通信连接，所述乘客端向所述调度系统提交订单，所述车辆端向所述调度系统发送车辆信息，所述调度系统采用上述的多模式定制公交动态调度方法为所述乘客端提交的订单匹配车辆。所述客户端、车辆端与所述调度系统的连接方式采用本领域的常规技术手段。
本发明在常规定制公交运营模式基础上，新增包车和点对点拼车的运营模式，并提供容量不同的多种车型，提高了定制公交运营的灵活性，为乘客提供更为个性化的出行选择，可在多运营模式下对车辆进行综合调度，兼顾运输效率和乘客出行体验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获取乘客提交的订单，将获取的订单加载至未分配订单队列，并根据订单中乘客的期望上车时间对未分配订单队列进行排序；
S2：获取车辆信息；
S3：将未分配订单队列中首位订单与所述车辆信息相匹配，基于多模式的调度规划模型为首位订单匹配车辆；
S4：实时更新所述未分配订单队列及车辆信息。
2.根据权利要求1所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，乘客提交订单r的订单信息表示为Requestr＝{Pr，Or，Dr，Tr，Mr}，其中Pr为订单r的乘客数量，Or为订单r的起始站点，Dr为订单的终止站点，Tr为订单r的期望上车时间，Mr为订单r的出行模式；
出行模式Mr包括三种：
包车模式
Figure FDA0003292404330000011
不允许与其他订单拼车，享受点对点的运送服务；
点对点拼车模式
Figure FDA0003292404330000012
允许与起始站点及终止站点均相同的其他订单拼车；
公交模式
Figure FDA0003292404330000013
允许与任意订单拼车。
3.根据权利要求2所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述车辆信息表示为Vehiclev＝{Cv，Nv，Sv，Lv，Fv}，式中Cv为车辆v的核载人数，Nv为车辆v的实载人数，Sv为车辆v的当前状态，Lv为车辆v的当前位置，Fv为车辆v当前行驶方向，分为正向和反向；
车辆的当前状态Sv分为四种：
空车状态
Figure FDA0003292404330000014
未与任何订单匹配，可以接受任意模式的订单；
包车状态
Figure FDA0003292404330000015
已与包车模式的订单匹配，不再接收其他订单；
点对点拼车状态
Figure FDA0003292404330000016
已与点对点拼车模式的订单匹配，可接收点对点拼车模式的订单；
公交状态
Figure FDA0003292404330000017
车辆已与公交模式的订单匹配，可接收公交模式的订单。
4.根据权利要求3所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述多模式的调度规划模型包括包车模式调度规划模型、点对点拼车模式调度规划模型及公交模式调度规划模型，所述步骤S3具体为：
S31：判断未分配订单队列中首位订单的出行模式，若为包车模式，则转步骤S32；若为点对点拼车模式，则转步骤S33；若为公交模式，则转步骤S34；
S32：基于包车模式调度规划模型，从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间和车辆最小化座位闲置的车辆作为首位订单的匹配车辆；
S33：搜索未分配订单队列中除首位订单外的订单，选择起始站点、终止站点及出行模式均与首位订单相同，且期望上车时间与首位订单在一定范围内波动的订单，将其与首位订单整合成一个整合订单，基于点对点拼车模式调度规划模型，从处于空车状态或点对点拼车模式下的车辆中选择最小化座位闲置的车辆作为整合订单的匹配车辆；
S34：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则从处于空车状态的车辆中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则基于公交模式调度规划模型，从所述备选车辆集合AltVehicle中选择乘客最小化等待时间的车辆作为首位订单的匹配车辆，其中出行方向指的是订单中从起始站点驶向终止站点的方向。
5.根据权利要求4所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述包车模式调度规划模型目标函数表示为：
Figure FDA0003292404330000021
式中，Tcurrent为当前调度时间；
Figure FDA0003292404330000022
为车辆v到订单r起始站点的行驶距离；vv为车辆v的行驶速度；Xrv为车辆v与订单r的匹配关系，Xrv＝1表示车辆v被分配给订单r，Xrv＝0表示车辆v未被分配给订单r；权重系数w用来平衡车辆等待时间成本和车辆座位闲置成本之间的关系，且满足w∝K，K为空车占所有车辆比率。
所述包车模式调度规划模型目标函数存在如下约束条件：
(1)乘客上车时间约束：
Figure FDA0003292404330000023
(2)车辆核载人数约束：
Cv-Pr≥0
(3)车辆状态约束：
Nv＝1
(4)车辆行驶方向约束：
Figure FDA0003292404330000031
式中，
Figure FDA0003292404330000032
表示订单的出行方向，即从起始站点驶向终止站点的方向；
(5)订单分配约束：
Figure FDA0003292404330000033
(6)0-1变量约束
Xrv∈{0，1}。
6.根据权利要求4所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述整合订单表示为：Requesttotal＝{Ptotal，Or，Dr，Ttotal，Mr}，其中
Figure FDA0003292404330000034
为整合订单的总乘客数，Ttotal为整合订单的期望上车时间，Ttotal∈[Tr，Tr+t]，t表示期望上车时间相比于首位订单的波动值。
点对点拼车模式调度规划模型的目标函数为：
Figure FDA0003292404330000035
式中，Xtotal-v为车辆v与整合订单Requesttotal的匹配关系Xtotal-v＝1表示车辆v被分配给整合订单Requesttotal，Xtotal-v＝0表示车辆v未被分配给整合订单Requesttotal。
点对点拼车模式调度规划模型存下如下约束条件：
(1)乘客上车时间约束
Figure FDA0003292404330000036
(2)车辆核载人数约束
Cv-Ptotal≥0
(3)车辆状态约束
Nv＝1
(4)车辆行驶方向约束
Figure FDA0003292404330000041
(5)订单分配约束
Figure FDA0003292404330000042
(6)0-1变量约束
Xtotal-v∈{0，1}。
7.根据权利要求4所述的多模式定制公交动态调度方法，其特征在于，所述步骤S34具体为：
S341：从处于公交状态的车辆中查找与首位订单出行方向一致的车辆放入备选车辆集合AltVehicle，若所述备选车辆集合AltVehicle为空集，则执行步骤S348；若所述备选车辆集合AltVehicle不为空集，则执行步骤S342；
S342：针对备选车辆集合AltVehicle中的任意车辆，获取其已经接收的订单中各个站点之间行程区间的乘客数量集合：
Figure FDA0003292404330000043
Figure FDA0003292404330000044
表示站点i到站点j区间内车辆上的乘客人数；
S343：根据该车辆的核载人数Cv，计算各个站点区间剩余座位数
Figure FDA0003292404330000045
建立各个站点区间剩余座位数集合
Figure FDA0003292404330000046
Figure FDA0003292404330000047
S344：提取首位订单的起始站点Or和终止站点Dr，对首位订单各个区间进行划分，并计算各个站点区间剩余座位数量集合
Figure FDA0003292404330000048
Figure FDA0003292404330000049
求取
Figure FDA00032924043300000410
中的最小值
Figure FDA00032924043300000411
S345：将
Figure FDA00032924043300000412
的车辆从备选车辆集合AltVehicle中剔除，若此时备选车辆集合AltVehicle为空集，转步骤S348；
S346：从备选车辆集合AltVehicle中选出
Figure FDA00032924043300000413
的车辆，若存在多辆，转步骤S227；
S347：选出
Figure FDA00032924043300000414
的车辆，并将该车辆作为首位订单的匹配车辆；
S348：安排空车状态下的车辆作为首位订单的匹配车辆。
8.一种可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能够实现权利要求1-7中任一项所述的多模式定制公交动态调度方法。
9.一种多模式定制公交动态调度系统，其特征在于，包括客户端及调度系统，所述客户端包括乘客端及车辆端，所述乘客端及所述车辆端均与所述调度系统通信连接，所述乘客端向所述调度系统提交订单，所述车辆端向所述调度系统发送车辆信息，所述调度系统采用权利要求1-7任一项所述的多模式定制公交动态调度方法为所述乘客端提交的订单匹配车辆。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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