[发明专利]常规公共交通衔接城市轨道交通的运营协调优化方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对常规公共交通与城市轨道交通的运营协调优化方法与系统，更具体地，涉及一种利用数理统计理论与数学建模方法实现常规公共交通衔接城市轨道交通的运营协调优化方法与系统。该系统和方法可以有效改善城市轨道交通与常规公交的换乘衔接，在保障运营商利益的前提下，最大限度地减少乘客的换乘时间，实现公交网络系统的总体优化，为目前的人工调度提供一种自动化、更加科学合理的调度技术。

背景技术

现代化社会经济的发展客观上要求各种公共交通方式有效衔接，建设一体化的公共交通系统，从而最大限度地发挥城市公共交通系统的作用。然而，在实际公交企业的运营管理中，各公交管理部门根据自身客流情况进行运营调度，缺乏不同公交方式之间的最优组合与相互协调，不利于乘客出行的连续性、顺畅性，同时也制约了整个公共交通系统的运营效率与服务水平。

为提高公交系统的运营效率，降低公交乘客的出行成本，必须制定一种轨道交通与常规公交协调运营的方法，以实现两种公共交通方式的运营组织管理协调，在保障公交企业运营效益的同时实现乘客换乘优化，以提高公共交通系统的运营效率和服务水平。

轨道交通与常规公交运营协调优化是一个多变量、多约束、多目标的复杂问题。由于该问题涵盖的内容错综复杂，涉及的随机因素众多，难以考虑所有影响因素以得出系统最优的解决方案。因此，在现有分析过程中，部分影响因素未被考虑或被理想化，这也导致现有研究成果并不完善，仍存在许多不足。通常表现在针对简单路网、理想条件下的换乘协调问题的建模研究，使得建立的运营协调优化模型与实际情况失真。

综上所述，有必要开发一种常规公交衔接城市轨道交通的运营协调优化方法，以数理统计理论和数学建模方法为研究手段，针对实际路网、充分考虑公共交通运营调度管理的实际情况，例如：劳动配班、配车条件等，将常规公交衔接城市轨道交通的目标进行定量化，建立费用函数作为衡量条件，通过实现包括乘客出行成本与运营商成本的公交系统总成本最小化，以达到公交系统的整体优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种常规公共交通衔接城市轨道交通的运营协调优化方法与系统，它根据轨道交通与常规公交运营协调原理，利用数理统计和数学建模方法对不同接驳形式下的公交线网进行协调优化，以实现轨道交通与常规公交运营调度的协调性，确保在保障运营商的效益的前提下，使公交系统的总成本达到最优。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种常规公共交通衔接城市轨道交通的运营协调优化方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：读取该公交网络电子地图并识别需协调优化的所有公交线路，建立需协调优化的公交网络系统；

具体操作如下：

(1)读取地图；利用MapInfo开发工具所得到的GIS地图读取程序模块，读取.tab与.shp电子地图格式；

(2)线路识别；选取需协调优化的公交线路，通过输入电子地图中公交线路的ID号或线路名称，在地图数据库中搜索到对应的公交线路，并高亮显示在地图上，同时，将自动获取被识别的公交线路的相应数据，通过线路识别建立需协调优化的公交网络系统；

步骤二：利用数据处理规则得到公交线路运行参数与客流需求数据；

具体处理规则如下：

(1)公交GPS数据筛选和处理规则；通过对GPS原始数据进行解码，识别并筛选所需字段，包括时间、经纬度、瞬时速度，将经纬度转换为十进制格式以计算得到公交车辆平均行程速度；

(2)公交IC卡客流数据处理规则；分别针对一票制的公交IC卡客流数据和分段计价的公交IC卡客流数据提出了处理方法，包括数据筛选、区分上下行、模糊匹配、OD矩阵创建实施步骤，最终得到各公交线路的客流需求数据；

步骤三：根据步骤一建立的公交网络系统，进行数据输入；

步骤四：结合步骤三所输入的数据，对该公交网络系统进行协调换乘概率统计并分析乘客换乘成本，进而完成该公交系统总成本表达式的建立；

步骤五：对步骤四所得到的该公交系统总成本表达式进行优化求解，输出系统总成本最小情况下的运营协调优化方案；

步骤六：通过网络发送该结果至外部的公共交通网络调度指挥中心。

依据本发明的方法，设计一种常规公共交通衔接城市轨道交通的运营协调优化系统。

该系统包括：

(1)GIS地图读取与公交线路识别程序模块；读取电子地图并识别公交线路，确定需协调优化的公交网络系统，与此同时，自动读取被识别公交线路在地图数据库中的基础数据；