[发明专利]一种基于乘客出行时间窗约束的需求响应公交调度方法

说明书

本发明公开了一种基于乘客出行时间窗约束的需求响应公交调度方法，该方法首先获取乘客需求和公交运行线路并初始化参数后，采用蚁群算法将乘客出行的需求点按照时间窗先后排序并串联，分配到对应的公交运行线路，基于乘客需求，选择公交站点候选点，计算预计服务时间窗，取预计服务时间窗与乘客出行需求的时间窗之间的误差最小值，为最终的目标进行求解，最终得到更切合实际的接驳公交时刻表，该方法在满足乘客时间窗约束的条件下，通过最小化乘客步行接驳距离和总出行时间，设计调度需求响应接驳公交线路与发车时刻，可以与干线公交线路相协调，能够适应现实中各种需求响应接驳公交的复杂调度场景，完成需求响应接驳公交系统的实时调度。

技术领域

本发明涉及需求响应型公交调度技术领域，更具体的说是涉及一种基于乘客出行时间窗约束的需求响应公交调度方法。

背景技术

目前，需求响应型接驳公交作为一种个性化灵活的公交运营形式，主要服务于乘客出行起始点和固定线路的城市交通干线之间。乘客通过提前电话预约或网络端发起乘车申请的方式，给出包括出行时间窗和上下车地点的出行偏好，调度中心据此进行最佳运营线路设计，并将车辆预计抵达时间告知乘客，调度接驳公交将乘客从登车点送达干线交通换乘站点，完成接驳服务。

但是，现有技术中，这种复杂的考虑乘客出行偏好的实时公交调度设计方法存在以下不足：

1、现有的公交系统设计方法只局限于宏观层次，没有聚焦在微观调度层面；基于假定的乘客分布情况，通过同质化乘客需求简化系统设计步骤，这样往往忽略了个性化的乘客需求，乘客个人出行时间窗也无法得到满足；

2、现有考虑乘客时间窗的公交网络设计常基于给定车辆访问站点和路段的假设，由于未对乘客进行合理的引导，需求响应公交无法进行站点位置的选择，需要遍历所有站点，从始发站到终点站过程耗时长；

3、现有需求响应接驳公交调度算法由于规模的限制无法做到实时高效求解，传统的将公交车辆分配到距离最短或行驶时间最短路径上的方法往往会打乱乘客需求点的访问顺序，公交行进重复率高、资源分配不合理。

因此，如何提供一种能够满足乘客个人出行时间窗需求、高效可靠的需求响应型公交调度方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于乘客出行时间窗约束的需求响应公交调度方法，该方法在满足乘客时间窗约束的条件下，高效可靠的实现需求响应型公交的调度任务，解决了现有的需求响应公交调度方式无法满足乘客个人出行时间窗需求、从始发站到终点站过程耗时长、公交行进重复率高、资源分配不合理的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于乘客出行时间窗约束的需求响应公交调度方法，该方法包括：

步骤1：获取乘客出行需求数据和需求响应型公交始发站及换乘枢纽点的位置信息，构建总目标函数，并对总目标函数内的参数进行初始化；

步骤2：以需求响应型公交始发站为起点、以换乘枢纽点为终点，将乘客出行需求数据中乘客出行需求点按照时间窗先后排序并串联，得到多条候选路径；

步骤3：获取各条候选路径上乘客出行需求点对应的公交停靠站点候选集合，从所述公交停靠站点候选集合中选出最佳公交停靠站点，并将乘客出行需求点分配到所述最佳公交停靠站点，生成公交运营线路；

步骤4：获取所述公交运营线路上各个乘客出行需求点对应的最佳乘车时间窗，生成需求响应型接驳公交时刻表。

进一步地，所述总目标函数具体为：