基于双层规划地公交车调度问题地模型与算法.pdf

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1、第27卷第6期兰州交通大学学报Vo1．27No．62008年12月JournalofLanzhouJiaotongUniversityDec．2008文章编号：1001—4373(2008)06—0075—05基于双层规划的公交车调度问题的模型与算法晏烽，广晓平(兰州交通大学交通运输学院，甘肃兰州730070)摘要：城市公交车辆调度的主要目的是在方便乘客出行的前提下追求企业利益的最大化，其关键问题是在企业如何进行公交车辆配置和安排一天中各个时段上的发车频率．在对现有问题研究的基础上，基于对调查数据的分析和推导，建立了以乘客满意度为上层目标

2、、企业运营效益为下层目标的双层规划模型，并对此设计了一个遗传模拟退火混合优化算法，结果表明：本文提出的双层模型和设计的遗传模拟退火算法具有一定得有效性和可行性．关键词：公交调度；发车频率；双层规划；遗传模拟退火算法中图分类号：U491文献标识码：A0引言公共交通的运营调度是城市公共交通质量评价指标体系的重要组成部分，对于改善城市居民日常出行状况，提高公交运营企业的服务质量、经济效益和社会效益都具有重要意义．配车数，辆公交车辆调度问题目前已经定义为一个多目标非线性优化问题，已有国内外许多相关领域的专家图1企业效益与乘客满意度的关系对公交调度

3、问题进行了研究l_1]，把乘客和公交企Fig．1Relationshipbetweenenterprise’sbenefit业两者的优化作为公交调度问题的主要解决目标，andpassenger’Ssatifactiondegree提出各种模型，随着研究的不断深入，在模型中相继模型，综合考虑了企业配车台数、车辆型号大小(标引入模糊理论、排队论等，并取得了一定的成果．但准载客量)、耗油量和停放面积等因素，把企业效益在企业实际运营过程中，由于原始数据的采集和分和乘客对公交线路满意度作为优化目标．为了简化析合理性、数据的预测准确度，以及顾客在候车

4、的时问题的难度，首先做如下假设和判断：间和空间上的随机性和不确定性等因素，使得三者1)假设所有备选型号的车辆在没有阻抗的道很难被有机地统一起来，达到满意的效果(见图1)．路上行驶速度相同．一种基于模糊神经网络的数据预测方法l8]，对模型2)忽略线路各路段上偶然出现的由于交通事建立的准确性有很大的帮助．故、特别状况等原因造成的交通堵塞．本文在目前研究的基础上，提出了一种双层规3)模型中各种随机变量的分布都在可接受的划模型的公交车辆调度问题模型，统筹乘客和企业期望值上下范围内波动．的利益，将乘客的乘车时间、满意程度和企业利益三4)同一时间段内

5、线路上的交叉路口由于交通者结合起来进行规划，并达到满意的效果．灯信号控制对每辆车造成的时延相同．1模型的建立5)假定同一线路上运营的车辆为同一型号．6)假定公交线路上实行单一票价，票价1元．本模型建立的是有双车场的公交线路车辆调度7)假定车辆严格按照发车时刻表发车．收稿日期：2008—05—26基金项目：甘肃省科技汁划资助项目(O8O4GKcAO38)；甘肃省自然科学基金(3zx。62一B25—003)作者简介：晏烽(1981一)，男，湖南娄底人，硕士生．兰州交通大学学报第27卷8)乘客在每次候车失败时，有1／3的乘客选择(一1)·，≥∑

6、∑max(v2．f’c)其它出行方式，另外假定乘客如果在连续等待3辆公交车而未能上车，则会放弃继续等待．(N一1)·f≥∑r，∑max(v]．，，“)基于上述假设的考虑，上层模型可描述为乘客候车时间和车内拥挤程度加权求和后的乘客满意度N===N】一4-N2j最大化，下层模型可描述为使公交运营企业效益最(】)大化．式中：∑max(v)“1)和∞∑max(v~“)变量：N为企业拥有公交车数量，辆；N为企业f—li一1实际运营车辆，辆；N，Nz分别为在两个车厂分别分别为上行和下行方向乘客在各站点上下车用时总和．停放的公交车数量，辆；M为公交车的

7、座位数，人；为公交车上不拥挤情况允许站立的最大乘客数，车上乘客数a1===∑(J，·t-u)，，)，同理可得：人；M+为公交车的标准载客人数，人；为公交车的最大载客人数，人；7／l为公交线路上行方向的站a一∑(t一“．点个数；为公交线路上下行方向的站点个数；．，1．1乘客平均乘车时间为上行时第辆公交车第i个站点的乘客到达率，人为了得到乘客满意度，还必须得到线路上每位／min；i为下行时第J辆公交车第个站点的乘客乘客的平均乘车时间．首先分别找出上、下车乘客数到达率，人／min；a，为上行车辆第J辆车经过第i站最多的一类站点，所选取站点应使上

8、车乘客与下车时车上人数，人2，下行车辆经过第辆车经过第i乘客在总数上相近或相等，为确保所调查样本量代站时车上人数，人；t为一天中每个时间段的时间长表性，规模上统计的样本站点的上车人数总和应不度