公交車調(diào)度方案


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公交車調(diào)度方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)
摘要
本文利用某一特大城市某條公交路線上的客流調(diào)查運(yùn)營資料，以乘客的平均抱怨度、公司運(yùn)營所需的總車輛數(shù)、公司每天所發(fā)的總車次數(shù)以及平均每車次的載客率為目標(biāo)函數(shù)，建立了的分時(shí)段等間隔發(fā)車的綜合優(yōu)化調(diào)度模型。在模型求解過程中，采用了時(shí)間步長法、等效法以及二者的結(jié)合的等效時(shí)間步長法三種求解方法，尤其是第三種求解方法既提高了速度又改善了精度。結(jié)合模型的求解結(jié)果，我們最終推薦的模型是分時(shí)段等間隔發(fā)車的優(yōu)化調(diào)度方案。
在建立模型時(shí)，我們首先進(jìn)行了一些必要假設(shè)和分析，尤其是針對乘客的抱怨程度這一模糊性的指標(biāo)，進(jìn)行了合理的定義。既考慮了乘客抱怨度和等待時(shí)間長短的關(guān)系，也照顧了不同時(shí)間段內(nèi)抱怨度對等待時(shí)間的敏感性不同，即乘客在不同時(shí)段等待相同時(shí)間抱怨度可能不一樣。
主要思想是通過逐步改變發(fā)車時(shí)間間隔用計(jì)算機(jī)模擬各個(gè)時(shí)間段期間的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，確定最優(yōu)的發(fā)車時(shí)間間隔，但計(jì)算量過大，對初值依賴性強(qiáng)。等效法是基于先來先上總候車時(shí)間和后來先上的總候車時(shí)間相等的原理，通過把問題等價(jià)為后來先上的情況，巧妙地利用“滯留人數(shù)”的概念，把原來數(shù)據(jù)大大簡化了。很快而且很方便地就可求出給定發(fā)車間隔時(shí)的平均等待時(shí)間，和在給定平均等待時(shí)間的情況下的發(fā)車間隔，但該方法只能對不同時(shí)段分別處理。結(jié)合前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)提出等效時(shí)間步長法，即從全天時(shí)段內(nèi)考慮整體目標(biāo)，使用等效法為時(shí)間步長法提供初值，通過逐步求精，把整個(gè)一天聯(lián)合在一起進(jìn)行優(yōu)化。通過對模型計(jì)算結(jié)果的分析，我們發(fā)現(xiàn)由于高峰期乘車人數(shù)在所有站點(diǎn)都突然大量增加，而車輛調(diào)度有滯后效應(yīng)，從而建議調(diào)度方案根據(jù)實(shí)際情況前移一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。在模型的進(jìn)一步討論和推廣中，我們還對采集運(yùn)營數(shù)據(jù)方法的優(yōu)化、公共汽車線路的通行能力以及上下行方向發(fā)車的均衡性等進(jìn)行了討論。
在求具體發(fā)車時(shí)刻表時(shí)，利用等效時(shí)間步長法，較快地根據(jù)題中所給出的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了一個(gè)較好的照顧到了乘客和公交公司雙方利益的公交車調(diào)度方案，給出了兩個(gè)起點(diǎn)站的發(fā)車時(shí)刻表（見表二），得出了總共需要49輛車，共發(fā)440輛次，
早高峰期間等待時(shí)間超過5分鐘的人數(shù)占早高峰期間總?cè)藬?shù)的0.93%，非早高峰期間等待時(shí)間超過10分鐘的人數(shù)占非早高峰期間總?cè)藬?shù)的3.12%。引入隨機(jī)干擾因子，使各單位時(shí)間內(nèi)等車人數(shù)發(fā)生隨機(jī)改變。在不同隨機(jī)干擾水平下，對推薦的調(diào)度方案進(jìn)行仿真計(jì)算，發(fā)現(xiàn)平均抱怨度對10%的隨機(jī)干擾水平相對改變只有0.53%，因此該方案對隨機(jī)變化有很好的適應(yīng)性，能滿足實(shí)際調(diào)度的需要。