基于nsga算法的公交車(chē)輛調(diào)度優(yōu)化模型概要1

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1、基于NSGA算法的公交車(chē)輛調(diào)度優(yōu)化模型宋曉鵬，韓印，姚佼（上海理工大學(xué)管理學(xué)院，上海200093）摘要：公交車(chē)輛調(diào)度方案的優(yōu)化對(duì)于提高公交服務(wù)水平，促進(jìn)公交事業(yè)的快速發(fā)展至關(guān)重要。在乘客與公交公司利益博弈的基礎(chǔ)上，基于極小極大思想，考慮公交車(chē)車(chē)輛容量的限制及城市道路信號(hào)控制的干擾因素建立公交發(fā)車(chē)間隔優(yōu)化模型，并利用非支配排序遺傳算法（NSGA）進(jìn)行模型的求解。以河南省焦作市的公交線(xiàn)路為例進(jìn)行驗(yàn)證，優(yōu)化結(jié)果顯示乘客的平均等車(chē)時(shí)間相對(duì)減少48.3%，公交車(chē)的全日平均滿(mǎn)載率下降了3.8%，公交服務(wù)水平

2、有所改善。關(guān)鍵詞：城市公交；發(fā)車(chē)間隔；等車(chē)時(shí)間；非支配排序遺傳算法中圖分類(lèi)號(hào)：U491文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ABasedontheNSGABusSchedulingOptimizationModeloftheAlgorithmSONGXiao-peng,HANYin,YAOJiao(BusinessSchool，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract:Optimizedbusesscheduling

3、schemeisessentialtoimprovetransitservicelevelsandpromoterapiddevelopmentofpublictransport.Onthebasisoftheinterestsofgamebetweenpassengersandthebuscompany,consideringbusvehiclecapacityconstraintsandconfoundingfactorsofurbanroadsignalcontrol,wehavebuil

4、tthebusdepartureintervaloptimizationmodelbasedontheMinimaxideas,andthenusethenon-dominatedSortingGeneticAlgorithm(NSGA)tosolvethemodel.IllustratedbythecaseofbuslinesinJiaozuo,HenanProvince,thetransitservicelevelshavebeenimprovedwiththeoptimizationres

5、ultsshowthattheaveragewaitingtimeofpassengersrelativereducedby48.3%andbusesfulldayaverageloadfactorsfellby3.8%.Keywords:urbanpublictransport;departureinterval;waitingtime;non-dominatedsortinggeneticalgorithm收稿日期：2013-08-08基金項(xiàng)目：上海市一流學(xué)科資助項(xiàng)目（S1201YLXK）；

6、國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51008196）第一作者：宋曉鵬（1987-），男，碩士研究生.研究方向：智能交通、交通規(guī)劃與管理.E-mail：songxiaopeng208@163.com通訊作者：韓印（1964-），男，教授.研究方向：智能交通、交通規(guī)劃與管理.E-mail：hanyin2000@sina.com優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是提高交通資源利用效率、緩解交通擁堵的重要手段。作為城市交通的主要通行方式，公共交通服務(wù)水平與居民出行需求和城市交通運(yùn)行狀態(tài)息息相關(guān)。優(yōu)化發(fā)車(chē)間隔是公交調(diào)度的主要技

7、術(shù)手段。準(zhǔn)確和高效率的發(fā)車(chē)調(diào)度對(duì)提高公交線(xiàn)路的服務(wù)能力，減少居民的出行延誤，提高乘客滿(mǎn)意度有著重要意義。Huisman[1]等提出了用于描述多場(chǎng)站調(diào)度問(wèn)題的動(dòng)態(tài)模型，并應(yīng)用“聚類(lèi)再生成”啟發(fā)式算法，基于數(shù)學(xué)規(guī)劃模型得出優(yōu)化的結(jié)果，但對(duì)公交車(chē)容量未作考慮。孫芙靈[2]根據(jù)乘客需求來(lái)確定發(fā)車(chē)間隔，用數(shù)學(xué)規(guī)劃的思想建立調(diào)度模型，并用時(shí)間步長(zhǎng)法、等效法進(jìn)行求解，得出仿真結(jié)果，但對(duì)公交公司利益考慮不足。陳芳[3]根據(jù)客流變化規(guī)律，對(duì)發(fā)車(chē)間隔采用多時(shí)段處理思想，建立了以乘客與公交企業(yè)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用最小為目標(biāo)的公交

8、車(chē)輛調(diào)度模型，對(duì)于信號(hào)控制的干擾沒(méi)有進(jìn)行考慮。劉志剛等[4]根據(jù)區(qū)域公交調(diào)度模型，把公交車(chē)容量作為理想狀態(tài)，不受信號(hào)控制的干擾,建立了公交調(diào)度系統(tǒng)雙層規(guī)劃模型。本文綜合考慮乘客與公交公司利益，并基于極小極大思想，考慮公交車(chē)車(chē)輛容量的限制及城市道路信號(hào)控制的干擾因素建立公交發(fā)車(chē)間隔優(yōu)化模型，并利用非支配排序遺傳算法（NSGA）進(jìn)行模型的求解。1優(yōu)化模型的建立1.1模型假設(shè)公交車(chē)輛的運(yùn)營(yíng)受很多因素的影響，本文為建立公交調(diào)度優(yōu)化模型作出以下假設(shè)：a.線(xiàn)路上的公交車(chē)輛為同一型號(hào)，公交車(chē)會(huì)按照調(diào)度表準(zhǔn)時(shí)到