[发明专利]一种考虑异质车辆的需求响应式公交路径优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑异质车辆的需求响应式公交路径优化方法，包括：获取用户出行信息，主要包括用户出行人数，最早期望出行时间，最晚计划到达时间，目的地位置信息；根据获取到的信息，构建考虑第三方异质车辆的需求响应式公交路径优化模型，根据实际需求确定目标函数；采用列生成算法对路径优化模型进行求解，通过不断向待选路径集合中增加新的可行路径来找到需求响应式公交路径优化模型的下界；通过分支定界算法对获取到的下界进行分支操作得到需求响应式公交路径优化模型的可行解，即一组满足用户出行需求的需求响应式公交最优路径。本发明能够保证获得的解的质量，可以有效降低需求响应式公交的日常运营成本，具有实用性价值。

技术领域

本发明属于城市公共交通领域，具体涉及一种通过引入第三方异质车辆减少运营成本的考虑异质车辆的需求响应式公交路径优化方法。

背景技术

城市公共交通是解决城市拥堵、停车问题等城市交通问题的一项重要手段。而在城市郊区等边远地区，公共交通通常存在站点覆盖率低，发车间隔长等问题，这严重影响了城市郊区居民的出行。为了适应传统公交系统难以完全覆盖的区域和居民，具有灵活，便利特征的需求响应式公交应运而生，需求响应式公交可以作为传统公交网络的补充，是解决居民出行“最后一公里”问题的有效手段。由于居民的出行需求通常具有波动性的特征，需求响应式公交的运营调度和路径优化需要考虑到需求波动的特征。波动的交通需求将会对公交车辆配置和实时车辆路径规划带来一定的挑战。如果过多的配置车辆，将会增加公交车辆的固定成本以及日常运营成本，还会会导致平峰期间的出行、社会资源的严重浪费。而如果配置车辆过少，则会导致在高峰期间无法完全满足用户出行的需求，从而降低居民使用需求响应式公交的出行热情。因此如何合理规划需求波动情况下需求响应式公交的车辆配置和相应的路径规划方法是现有的需求响应式公交普遍面临的问题。

此外对于需求响应式公交的路径规划问题，已有的方法多是关注使用启发式方法进行求解，得到的解的质量难以保证。设计需求响应式公交路径规划的精确算法不仅可以给决策者提供决策的依据，还可以用来检测现有启发式方法的求解质量，为未来需求响应式公交的大范围应用提供基石。因此，开发一种能够考虑需求响应式公交出行需求波动的路径规划精确算法指导需求响应式公交的车队配置和日常运营，是当前需求响应式公交领域面临的一大主要问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是设计一种考虑异质车辆的需求响应式公交路径优化方法，其中考虑了引入第三方异质车辆作为高峰期间的服务能力的补充。具体的，本发明考虑需求波动情况下的路径优化算法在出行平峰期间，出行需求可以由需求响应式公交公司的自有车辆完成，在出行高峰期间，允许使用第三方租赁车辆作为服务能力的补充，本发明充分考虑第三方车辆和自有车辆在运营管理，路径规划等方面的区别，设计出考虑异质车辆的需求响应式公交的精确路径规划算法，算法不仅可以用来指导运营过程的路径规划，还可以在战略阶段帮助决策者决策车辆配比。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明具体的技术方案如下：

一种考虑异质车辆的需求响应式公交路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取用户出行信息，主要包括用户出行人数，最早期望出行时间，最晚计划到达时间，目的地位置信息；

步骤2：根据步骤1获取到的信息，构建考虑第三方异质车辆的需求响应式公交路径优化模型，根据实际需求确定目标函数；

步骤3：采用列生成算法对路径优化模型进行求解，通过不断向待选路径集合中增加新的可行路径来找到需求响应式公交路径优化模型的下界；

步骤4：通过分支定界算法对获取到的下界进行分支操作得到需求响应式公交路径优化模型的可行解，即一组满足用户出行需求的需求响应式公交最优路径。

进一步地，所述步骤1的具体方法如下：