考慮乘客等待時間最小的區(qū)域公交時刻表協(xié)同優(yōu)化方法.pdf

1、隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，居民日益增長的公交出行需求同傳統(tǒng)的公交運(yùn)營組織與管理之間的矛盾是公交系統(tǒng)發(fā)展的主要矛盾。區(qū)域運(yùn)營組織與管理模式下的運(yùn)營計(jì)劃為這一矛盾的緩解提供了很好的思路，它具有集中管理、資源共享、改善整體服務(wù)質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。由于公交運(yùn)營計(jì)劃編制問題的復(fù)雜性，一般按五個步驟順序地解決:公交線路設(shè)計(jì)、發(fā)車間隔設(shè)置、時刻表編制、車輛調(diào)度和駕駛員調(diào)度。時刻表編制不僅是運(yùn)營計(jì)劃編制的關(guān)鍵性工作和提高乘客服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵手段，而且

2、對于指導(dǎo)和保證公交企業(yè)轉(zhuǎn)向區(qū)域運(yùn)營模式具有重要的應(yīng)用價值。
　　本文以公交企業(yè)日常運(yùn)營組織與管理為背景，總結(jié)出公交運(yùn)營組織工作的技術(shù)流程;在對運(yùn)營計(jì)劃編制工作中的問題進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對運(yùn)營計(jì)劃編制過程中的發(fā)車間隔設(shè)置問題和時刻表編制問題進(jìn)行了詳細(xì)的研究綜述。在此基礎(chǔ)上，從運(yùn)營計(jì)劃層面上研究了同車型和均勻需求的發(fā)車間隔設(shè)定問題和兩種場景下的區(qū)域公交時刻表協(xié)同編制問題。重點(diǎn)研究了區(qū)域公交時刻表編制問題，先建立這些問題的數(shù)學(xué)規(guī)

3、劃模型，再設(shè)計(jì)出相應(yīng)的枚舉算法和亞啟發(fā)式算法對其進(jìn)行求解。
　　(1)因?yàn)榘l(fā)車間隔設(shè)置是區(qū)域公交時刻表編制的基礎(chǔ)，因此對發(fā)車間隔問題的研究僅考慮了一種同車型和均勻需求的簡單場景。從乘客利益的視角出發(fā)，在車隊(duì)規(guī)模的約束下，建立了以線路最大乘客擁擠度最小化為目標(biāo)的車輛分配及發(fā)車間隔同時確定的0-1線性混合整數(shù)模型，采用優(yōu)化軟件CPLEX對小規(guī)模隨機(jī)算例進(jìn)行求解。最后，分析了不同車隊(duì)規(guī)模、不同類型車輛對線路發(fā)車間隔、配車數(shù)和目標(biāo)函數(shù)值的

4、影響。
　　(2)在發(fā)車間隔確定的基礎(chǔ)上，研究了考慮換乘站點(diǎn)權(quán)重的區(qū)域公交時刻表協(xié)同編制問題，建立了面向乘客的以換乘等待時間權(quán)和最小為目標(biāo)的非線性混合整數(shù)模型。根據(jù)模型的特點(diǎn)，采用雙輪盤賭法、懲罰技術(shù)、自適應(yīng)算子和精英保留策略，提出了基于精英保留策略的遺傳算法。針對不同規(guī)模的算例，將該算法分別與枚舉算法、K-interchange啟發(fā)式算法比較，驗(yàn)證了該遺傳算法的有效性，并說明了模型的有效性。
　　(3)在上一區(qū)域公交時刻表

5、編制問題的基礎(chǔ)上，考慮了現(xiàn)實(shí)中乘客剛好錯過換乘車輛情景下的時刻表編制問題。在對問題描述的基礎(chǔ)上，提出了一種駐站策略思想，將車輛在換乘站點(diǎn)的停站時間作為決策變量來解決該問題。以在換乘站點(diǎn)換乘乘客和車上不換乘乘客等待時間最小為目標(biāo)，建立了該問題的非線性混合整數(shù)模型，開發(fā)了一種基于啟發(fā)式的模擬退火算法對模型求解，并與基于精英保留策略的遺傳算法的求解結(jié)果進(jìn)行比較分析。最后，分別針對不換乘乘客與換乘乘客數(shù)量比例不同的情景下，與上一場景下的區(qū)域時刻