CN113988498A - 公交站场协调调度方法、计算机设备及其可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公交站场协调调度方法、计算机设备及其可读存储介质,公交站场协调调度方法包括步骤:获取公交站场内的公交车的配车数和发车时刻,并根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数;获取公交车的总站点数、额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,并根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率;以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。在约束条件下,调整发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻,实现公交车发车合理安排。
Description
技术领域
本发明涉及城市公交调度技术领域,尤其涉及的是一种公交站场协调调度方法、计算机设备及其可读存储介质。
背景技术
2019年,我国公交完成总客运量691.76亿人次,同比上一年下降了0.8%。 2019年我国35个中心城市的公共汽电车客运量与上一年同期相比,仅约占其29.3%,因此为稳定客流,进一步提高准点率,排班运营的研究也显得格外重要;所以科学合理的进行公交调度,优化疫情期间城市交通资源,合理运营,对城市公共交通是具有非常重要意义。
同时,如何编制公交发车时刻表是公交调度方法研究的核心,其主要内容是根据公交线路车辆数的合理安排各时段的公交发车频率,解决运力与乘客需求量的最大匹配问题,实现满足乘客出行需求与优化公交公司与乘客成本的双重目标。
现有技术中,在公交车实际运行过程中,由于排班会受到客流的影响等各种随机因素的影响,可能会导致某一时刻站场发车能力不足,使调度人员难以根据编制好的时刻表执行发车计划,进而出现大间隔发车或连续发车的问题发生,也就是存在发车不合理的问题。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种公交站场协调调度方法、计算机设备及其可读存储介质,旨在解决现有技术中大间隔发车或连续发车导致的发车不合理的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种公交站场协调调度方法,其中,包括步骤:
获取公交站场内的公交车的配车数和发车时刻,并根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数;
获取公交车的总站点数、额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,并根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率;
以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述配车数包括上行配车数和下行配车数,所述发车时刻包括上行发车时刻和下行发车时刻,所述待发车辆数包括上行待发车辆数和下行待发车辆数;
所述根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数,包括:
根据所述上行配车数和所述上行发车时刻,确定上行站场已发出车辆数和已到达下行站场车辆数;
根据所述下行配车数和所述下行发车时刻,确定下行站场已发出车辆数和已到达上行站场车辆数;
根据所述上行配车数、所述上行站场已发出车辆数以及所述已到达上行站场车辆数,确定上行待发车辆数;
根据所述下行配车数、所述下行站场已发出车辆数以及所述已到达下行站场车辆数,确定下行待发车辆数。
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述上行待发车辆数为:
所述下行待发车辆数为:
其中,N上(tMk)表示第M时段第k班次上行待发车辆数,N1表示上行配车数,ΔHm表示第m时段的时长,HM表示第M时段的终了时刻,表示第m时段的上行发车间隔,表示第m时段第j班次上行发车时刻,tMk表示第M时段第k班次上行发车时刻,J表示发车班次数,表示第m时段的下行发车间隔,T下表示,表示第m时段第j 班次下行发车时刻,N下(tMk)表示第M时段第k班次下行待发车辆数,N2 表示下行配车数,T上表示,*表示,·表示相乘,∑表示求和操作,x表示变量,sgn(·)表示sgn函数。
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述各公交车在各站点的在车乘客数量包括上行公交车在各站点的在车乘客数量和下行公交车在各站点的在车乘客数量,所述平均满载率包括上行平均满载率和下行平均满载率;
所述根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率,包括:
根据所述总站点数、所述额定载客数以及各上行公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的上行平均满载率;
根据所述总站点数、所述额定载客数以及各下行公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的下行平均满载率。
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述上行平均满载率为:
所述下行平均满载率为:
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述预设要求包括:
所述上行待发车辆数大于上行待发车辆阈值、所述大于下行待发车辆阈值、所述上行平均满载率小于或等于车辆满载率最大值且所述上行平均满载率大于或等于车辆满载率最小值,以及所述下行平均满载率小于或等于车辆满载率最大值且所述上行平均满载率大于或等于车辆满载率最小值。
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述社会成本为:
W=Wg+W能+W乘客
其中,W表示社会成本,Wg表示车辆固定成本,W能表示能耗成本, W乘客表示乘客成本。
所述的公交站场协调调度方法,其中,所述上行待发车辆阈值为0,所述下行待发车辆阈值为0。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其中,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中任一项所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
有益效果:本发明在约束条件下,调整发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻,实现公交车发车合理安排。
附图说明
图1是本发明中公交站场协调调度方法的流程图。
图2是本发明中计算机设备的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请同时参阅图1-图2,本发明提供了一种公交站场协调调度方法的一些实施例。
如图1所示,本发明的一种公交站场协调调度方法,包括以下步骤:
步骤S100、获取公交站场内的公交车的配车数和发车时刻,并根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数。
具体地,配车数是指公交车运营之前公交站场内某一线路公交车的数量,发车时刻是指某一线路公交车各班次发车的时刻。根据配车数和发车时刻,可以得到公交站场在某一时刻(或时间段内)的待发车辆数。
需要说明的是,不同公交车之间的发车时刻可以是等间隔,也可以是不同间隔,现有技术中,发车时刻是预先设定的,但是仍然存在有时候发车频繁而空车运营,有时候发车量少而超载运营的问题。因此需要对发车时刻进行调整,当然,在调整发车时刻时可以根据需要对配车数进行调整。
公交站场是指公交车的始发站停车场和终点站停车场,由于公交车在运营时通常是双向运行的,例如,公交车从始发站向终点站行驶记为下行,公交车从终点站向始发站行驶记为上行,那么,终点站停车场可记为上行站场,始发站停车场可记为下行站场,因此,所述配车数包括上行配车数和下行配车数,所述发车时刻包括上行发车时刻和下行发车时刻,所述待发车辆数包括上行待发车辆数和下行待发车辆数。需要说明的是,上行配车数和下行配车数可以相同或者不相同,上行发车时刻和下行发车时刻可以相同或者不相同,例如,始发站位于居住区,终点站位于商业区,则上午上班时下行配车数较大,其余时间下行配车数较小;下午下班时上行配车数较大,其余时间上行配车数较小,才合理。早高峰时下行发车时刻较短,其余时间下行发车时刻较长;晚高峰时上行发车时刻较短,其余时间上行发车时刻较长,较合理。
步骤S100包括:
步骤S110、根据所述上行配车数和所述上行发车时刻,确定上行站场已发出车辆数和已到达下行站场车辆数。
步骤S120、根据所述下行配车数和所述下行发车时刻,确定下行站场已发出车辆数和已到达上行站场车辆数。
步骤S130、根据所述上行配车数、所述上行站场已发出车辆数以及所述已到达上行站场车辆数,确定上行待发车辆数。
步骤S140、根据所述下行配车数、所述下行站场已发出车辆数以及所述已到达下行站场车辆数,确定下行待发车辆数。
具体地,始发站中下行待发车辆数=上行配车数-上行站场已发出车辆数 +已到达上行站场车辆数。终点站中下行待发车辆数=下行配车数-下行站场已发出车辆数+已到达下行站场车辆数。具体如下:
其中,N上(t)表示上行待发车辆数,N1表示上行配车数,f1表示上行站场已发出车辆数,b1表示已到达上行站场车辆数,N下(t)表示下行待发车辆数,N2表示下行配车数,f2表示下行站场已发出车辆数,b2表示已到达下行站场车辆数。
需要说明的是,在公交车运营时间内,根据公交车的状态可以分为四类,第一类公交车停靠在上行站场(终点站),第一类公交车的数量即为上行待发车辆数。第二类公交车从上行站场(终点站)向下行站场(始发站) 行驶,第二类公交车在行驶过程中,并在各站点停靠。第三类公交车停靠在下行站场(始发站),第三类公交车的数量即为下行待发车辆数。第四类公交车从下行站场(始发站)向上行站场(终点站)行驶,第四类公交车在行驶过程中,并在各站点停靠。
具体地,上行站场已发出车辆数为:
已到达上行站场车辆数为:
下行站场已发出车辆数为:
已到达下行站场车辆数为:
那么,所述上行待发车辆数为:
所述下行待发车辆数为:
其中,N上(tMk)表示第M时段第k班次上行待发车辆数,N1表示上行配车数,ΔHm表示第m时段的时长,HM表示第M时段的终了时刻,表示第m时段的上行发车间隔,表示第m时段第j班次上行发车时刻,tMk表示第M时段第k班次上行发车时刻,J表示发车班次数,表示第m时段的下行发车间隔,T下表示,表示第m时段第j 班次下行发车时刻,N下(tMk)表示第M时段第k班次下行待发车辆数,N2 表示下行配车数,T上表示,*表示,·表示相乘,∑表示求和操作,x表示变量,sgn(·)表示sgn函数。
以下行发车时刻为例,具体为 需要说明的是,在划分时段的个数时,班次的排序和数量时不变的,时段的数量可以根据需要进行调整,例如,以3个班次为一个时段,分别表示第1时段的前3班次下行发车时刻。ΔHm=Hm- Hm-1,其中,H0=0。通常在划分时段时,同一时段内相邻班次公交车的发车间隔相同,而不同时段的相邻班次公交车的发车间隔可以不相同或者相同。当时,则表示第k班次公交车发车时刻位于第j班次公交车的发车时刻后面;当 时,则表示j班次公交车发车时刻位于第M 时段的终了时刻之前;两者相乘积为1时,则返回上行站场车辆数加1。
步骤S200、获取公交车的总站点数、额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,并根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率。
具体地,总站点数是指公交车停靠的站点数量,总站点数包括始发站和终点站。额定载客数是指公交车额定乘载乘客的数量,公交车在站点的在车乘客数量是指公交车停靠在站点时车上乘客的数量,需要说明的是,公交车停靠在站点时公交车尚未开门,乘客尚未下车。满载率是指车上乘客占额定载客数的比率,平均满载率是指公交车在所有站点的满载率的平均值,也就是说,每辆公交车在到达每个站点时,具有一个满载率。一天内乘载某一线路公交车的乘客数量是不变的,如果公交车的配车数减少,则平均满载率增加;如果公交车的配车数增加,则平均满载率减少。
满载率按照上行和下行分成两种,则平均满载率也分成上行平均满载率和下行平均满载率,对于公交车在各站点的在车乘客数量也进行区分以便计算上行平均满载率和下行平均满载率,例如,所述各公交车在各站点的在车乘客数量包括上行公交车在各站点的在车乘客数量和下行公交车在各站点的在车乘客数量,所述平均满载率包括上行平均满载率和下行平均满载率。
步骤S200包括:
步骤S210、根据所述总站点数、所述额定载客数以及各上行公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的上行平均满载率。
步骤S220、根据所述总站点数、所述额定载客数以及各下行公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的下行平均满载率。
具体地,总站点数和额定载客数通常是固定不变的,公交车在站点的在车乘客数量是随时变化的,可以通过多种方式获取公交车在站点的在车乘客数量,例如,在公交车的上车门和下车门处均设置摄像头,并通过摄像头拍摄上车的照片和下车的照片,通过照片上的人的数量得到公交车在站点的在车乘客数量。
需要说明说明的是,本发明中公交车在每一班次的行驶过程中计算平均满载率,这里的每一班次的行驶是指上行或者下行,也就是从终点站行驶至始发站,或者从始发站行驶至终点站,统计该班次公交车在各站点的在车乘客数量,则可以计算平均满载率,例如,所述上行平均满载率为:
所述下行平均满载率为:
步骤S300、以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。
具体地,大间隔发车则导致乘客等待时间过长,且平均满载率过高。连续发车会导致空车行驶,增加社会成本。待发车辆数过小,则可能在需要发车时,没有公交车可以发车,造成时间延误和大间隔发车。待发车辆数过多,则可能造成社会成本过高。因此,为了解决现有技术中发车不合理的问题,需要在待发车辆数和平均满载率满足预设要求的前提下,调整发车时刻,且在更新的发车时刻下社会成本是最小时,发车时刻较合理。
本发明建立调度模型,在约束条件下,调整发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻,实现公交车发车合理安排。
所述预设要求包括:
所述上行待发车辆数大于上行待发车辆阈值、所述下行待发车辆数大于下行待发车辆阈值、所述上行平均满载率小于或等于车辆满载率最大值且所述上行平均满载率大于或等于车辆满载率最小值,以及所述下行平均满载率小于或等于车辆满载率最大值且所述上行平均满载率大于或等于车辆满载率最小值。
具体地,待发车辆数和平均满载率满足预设要求,需要待发车辆数和平均满载率满足上述所有预设要求,也就是说,如果有一条不满足,则待发车辆数和平均满载率不满足预设要求,也就是说,此时调整发车时刻得到更新的发车时刻不符合约束条件,因此,要继续以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。
上行待发车辆阈值和下行待发车辆阈值可以相同或者不相同,上行待发车辆阈值和下行待发车辆阈值可以设置为任意自然数,例如,所述上行待发车辆阈值为0,所述下行待发车辆阈值为0。当然,这里仅设置了待发车辆数的下限阈值,在此基础上,还可以设置待发车辆数的上限阈值。例如,所述上行待发车辆数小于或等于待发车辆数最大值且所述上行待发车辆数大于或等于待发车辆数最小值,所述下行待发车辆数小于或等于待发车辆数最大值且所述下行待发车辆数大于或等于待发车辆数最小值。
所述社会成本为:
W=Wg+W能+W乘客
其中,W表示社会成本,Wg表示车辆固定成本,W能表示能耗成本, W乘客表示乘客成本。
具体地,车辆固定成本根据配车数和发车时刻决定,配车数越多,购车成本越高,车辆固定成本也就越高;配车数越少,购车成本越低,车辆固定成本也就越低。发车时刻越短,车辆使用频率越高,则修车成本越高,换车频率越高,车辆固定成本也就越高;发车时刻越长,车辆使用频率越低,则修车成本越低,换车频率越低,车辆固定成本也就越低。能耗成本根据发车时刻决定,发车时刻越短,公交车的班次越多,则能耗成本约高;发车时刻越长,公交车的班次越少,则能耗成本约低。
如图2所示,基于上述任意一实施例所述的公交站场协调调度方法,本发明还提供了计算机设备的较佳实施例:
计算机设备包括存储器20和处理器10,所述存储器20存储有计算机程序,所述处理器10执行所述计算机程序时实现如下步骤:
获取公交站场内的公交车的配车数和发车时刻,并根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数;
获取公交车的总站点数、额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,并根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率;
以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。
基于上述任意一实施例所述的公交站场协调调度方法,本发明还提供了计算机可读存储介质的较佳实施例:
计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:
计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤:
获取公交站场内的公交车的配车数和发车时刻,并根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数;
获取公交车的总站点数、额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,并根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率;
以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种公交站场协调调度方法,其特征在于,包括步骤:
获取公交站场内的公交车的配车数和发车时刻,并根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数;
获取公交车的总站点数、额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,并根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率;
以所述待发车辆数和所述平均满载率满足预设要求为约束条件,调整所述发车时刻以最小化社会成本,得到更新的发车时刻。
2.根据权利要求1所述的公交站场协调调度方法,其特征在于,所述配车数包括上行配车数和下行配车数,所述发车时刻包括上行发车时刻和下行发车时刻,所述待发车辆数包括上行待发车辆数和下行待发车辆数;
所述根据所述配车数和所述发车时刻,确定所述公交站场内的待发车辆数,包括:
根据所述上行配车数和所述上行发车时刻,确定上行站场已发出车辆数和已到达下行站场车辆数;
根据所述下行配车数和所述下行发车时刻,确定下行站场已发出车辆数和已到达上行站场车辆数;
根据所述上行配车数、所述上行站场已发出车辆数以及所述已到达上行站场车辆数,确定上行待发车辆数;
根据所述下行配车数、所述下行站场已发出车辆数以及所述已到达下行站场车辆数,确定下行待发车辆数。
3.根据权利要求2所述的公交站场协调调度方法,其特征在于,所述上行待发车辆数为:
所述下行待发车辆数为:
4.根据权利要求2所述的公交站场协调调度方法,其特征在于,所述各公交车在各站点的在车乘客数量包括上行公交车在各站点的在车乘客数量和下行公交车在各站点的在车乘客数量,所述平均满载率包括上行平均满载率和下行平均满载率;
所述根据所述总站点数、所述额定载客数以及各公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的平均满载率,包括:
根据所述总站点数、所述额定载客数以及各上行公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的上行平均满载率;
根据所述总站点数、所述额定载客数以及各下行公交车在各站点的在车乘客数量,确定公交车的下行平均满载率。
6.根据权利要求4所述的公交站场协调调度方法,其特征在于,所述预设要求包括:
所述上行待发车辆数大于上行待发车辆阈值、所述大于下行待发车辆阈值、所述上行平均满载率小于或等于车辆满载率最大值且所述上行平均满载率大于或等于车辆满载率最小值,以及所述下行平均满载率小于或等于车辆满载率最大值且所述上行平均满载率大于或等于车辆满载率最小值。
7.根据权利要求6所述的公交站场协调调度方法,其特征在于,所述社会成本为:
W=Wg+W能+W乘客
其中,W表示社会成本,Wg表示车辆固定成本,W能表示能耗成本,W乘客表示乘客成本。
8.根据权利要求6所述的公交站场协调调度方法,其特征在于,所述上行待发车辆阈值为0,所述下行待发车辆阈值为0。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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-
2021
- 2021-08-30 CN CN202111004921.1A patent/CN113988498A/zh active Pending
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