[发明专利]在疫情传播下考虑最大载客量限制的公交车辆调度方法

说明书

本发明公开了一种在疫情传播下考虑最大载客量限制的公交车辆调度方法能够实现在不同疫情感染率、接种率、人群易感程度、出行需求水平下优化城市区域公交车队调度和车上最大载客量限制以达到最小化乘客出行成本和新增感染治愈成本最小的目标。

技术领域

本发明涉及公交车辆调度技术领域，具体涉及一种在疫情传播下考虑最大载客量限制的公交车辆调度方法。

背景技术

城市公交车是通勤出行的主要承担者，公交车出行不仅费用低、载客量大、交叉口信号优先通行，在节能减排、缓解交通拥堵上相比于私家车出行也具有明显优势。但是同时，在疫情暴发期间，公交车密闭的室内环境、长时间大量易感人群的聚集以及众多可能暴露的公共接触表面如扶手、栏杆、座椅等让公交车成为了潜在的疫情传播场所。例如2020年1月份，浙江宁波68人乘坐同一辆巴士，由于车上有一名COVID-19病毒感染者，造成24人在车内感染。由于传染病患者的症状往往在一定时间的潜伏期之后才表现出来，这导致很难在感染者上车之前就采取必要的医学隔离措施。因此，当感染者和易感人群同时在一辆车上时，疫情将在没有明显迹象下进行传播。

为了降低疫情在公交车上的传播风险，政府交通部门或者公交公司通常会采取降低公交发车频次、限制车上最大载客量、关闭公交线路或者部分公交站、实施严格的车内环境消毒、不使用车内非空气循环空调、保持开窗通风、要求上车乘客测温、佩戴口罩等措施。然而，这些限制措施虽然可能缓解疫情的传播，但是也造成了城市公交服务能力的明显降低。从公平角度上讲，完全关闭公交服务将对居民出行带来很大负面影响。一方面，公交是老年人和低收入群体的主要出行方式，尤其是低收入群体多从事体力劳动相关行业，在疫情期间往往不具备居家办公的条件，关闭公交服务将大大影响他们的出行效率。另一方面，关闭公交线路、降低发车频次以及设置最大车上乘客数量将直接导致公交运行能力的下降，进而造成公交的客票收入大幅减少，这不仅加重了政府财政补贴公交的负担，而同时对于没有政府财政支持的公交公司，则将不得不面临破产裁员的局面。

为了改善公交运营服务水平，过去几十年研究者们进行了众多研究例如公交专用道设置、信号优先、线路优化、发车频次优化、定制公交等等，这些研究从降低乘客出行总时间、公交运行总成本、公交运行排放、最小化最大公交车辆数量等角度出发。在方案的结果验证部分，大多数采用静态的公交分配模型，考虑宏观上的公交运营指标。然而，这些模型和方法往往无法考虑在涉及疫情传播中不同感染率、接种率、需求水平以及出行人个人特性下的公交运营优化和预防措施的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种在疫情传播下考虑最大载客量限制的公交车辆调度方法解决了现有公交车辆调度方法无法考虑在涉及疫情传播中不同感染率、接种率、需求水平以及出行人个人特性下的公交运营优化和预防措施的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种在疫情传播下考虑最大载客量限制的公交车辆调度方法，包括以下步骤：

S1、构建并求解研究区域的出行者出行最优路径目标函数，得到研究区域内每个出行者的出行轨迹和出行状态，以及公交路线的运行状态；

S2、根据研究区域内每个出行者的出行轨迹和出行状态，以及公交路线的运行状态，得到公交线路各车次的公交车上的人数和经过疫情爆发点的公交线路的运行长度；

S3、根据公交线路各车次的公交车上的人数和经过疫情爆发点的公交线路的运行长度，计算公交线路排序指标，对公交线路进行排序，得到公交线路排序结果；

S4、根据公交线路排序结果，采用遗传算法构建种群，通过蒙特卡洛多次模拟种群中的个体，构建病毒传播概率模型，优化种群，得到在疫情传播下的城市公交车辆调度方案。

进一步地，所述步骤S1中出行者出行最优路径目标函数为：