公交調(diào)度中發(fā)車間隔的確定方法的探討

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1、公交調(diào)度中發(fā)車間隔的確定方法的探討江西財經(jīng)大學(xué)毛瑞婷、李凌、王婷摘要：本文基于公交客流統(tǒng)計信息，使用微元法及聚類分析、回歸分析等方法，探討一種確定合理公交發(fā)車間隔的方法，從而在公交公司成本既定的基礎(chǔ)上，通過改善車內(nèi)擁擠程度，提高乘客滿意度。關(guān)鍵詞：公交系統(tǒng)，發(fā)車間隔，微元法，聚類分析一、引言近年來，城市人口及規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國城市交通擁擠和阻塞現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。如何科學(xué)地管理城市公交系統(tǒng)，提高公交系統(tǒng)的運營效率，已成為有待解決的城市交通問題。公交調(diào)度模式的合理的改善是解決公交問題的一個有效的方法。國內(nèi)外對于如何優(yōu)化公交調(diào)度都有一定研究。主要有公共交通線路組合調(diào)度模型、公交智能調(diào)度系統(tǒng)

2、的設(shè)計方案、遺傳算法和混合遺傳算法來進(jìn)行車輛調(diào)度優(yōu)化的方法以及GPS定位技術(shù)應(yīng)用到公交調(diào)度管理中等。本文結(jié)合了當(dāng)前城市交通的特點以及一些近年來的一些研究成果，另辟蹊徑，從統(tǒng)計概率及微積分的數(shù)學(xué)應(yīng)用入手，以方法論的角度，闡述了一種公交調(diào)度的方法。通過此方法，改善公交調(diào)度模式，從而試圖嘗試在兼顧公交乘客與公交公司的利益同時，達(dá)到乘客利益的最大化。二、確定合理發(fā)車間隔的方法理論7在調(diào)查公交客流量之前，通過對乘客滿意度的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，公交公司調(diào)度方面并沒有達(dá)到乘客的要求。大部分城市現(xiàn)行的公交調(diào)度方法是為靜態(tài)調(diào)度方法，依靠調(diào)度員的工作經(jīng)驗，確定公交車的發(fā)車間隔為某特定值。但是乘客對公交車的需求是動

3、態(tài)的，公交公司發(fā)布的發(fā)車間隔在某些時候不能滿足顧客的需求。比如說在上下班或者上放學(xué)高峰期，乘客對公交車的需求會提高，發(fā)車間隔過長會導(dǎo)致乘客等待時間過長或車內(nèi)過度擁擠，從而造成公交公司流失乘客。在公交搭乘低峰期，公交公司按照固定的發(fā)車間隔發(fā)車，會導(dǎo)致出現(xiàn)車內(nèi)乘客過少甚至空車的情況，這樣會減少公司盈利甚至發(fā)生虧損。因此，必須要優(yōu)化公交公司的調(diào)度方案，找到量化的決策依據(jù)，對公交公司的調(diào)度方法進(jìn)行動態(tài)改革，在不同的時間段確定相應(yīng)的發(fā)車間隔，使公交公司在滿足顧客需求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)公司利益最大化。1.確定合理發(fā)車間隔方法的基本思路實際客流量客流量特征認(rèn)知調(diào)度目標(biāo)確定調(diào)度方案模型建立計算經(jīng)濟(jì)性YES

4、最佳發(fā)車間隔NO2.發(fā)車間隔確定方法的基礎(chǔ)（1）公交客流量調(diào)查公交客流量的調(diào)查方法選擇跟車調(diào)查，該調(diào)查的主要目的是搜集該線路每一班次公交車沿線各站的乘客數(shù)量和乘客到達(dá)時間等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。調(diào)查完成后，對回收來的調(diào)查表進(jìn)行手工處理，錯誤分析以及無效表剔除等工作。然后建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，便于數(shù)據(jù)的分析與加工。（2）客流量特征調(diào)查客流量特征調(diào)查是在引入統(tǒng)計指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際數(shù)據(jù)，找出規(guī)律，描繪指標(biāo)的曲線，即描繪公交線路客流量曲線。客流量調(diào)度指標(biāo)主要包括2個部分：一是線路車上最高人數(shù)。根據(jù)調(diào)查的到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行車上最高人數(shù)計算，得到線路上營業(yè)時間內(nèi)的車上最高人數(shù)的密度分布。二是模擬線路總客流，通過

5、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)確定線路總客流量，得到線路上營業(yè)時間內(nèi)總客流量的概率密度分布。（3）調(diào)度目標(biāo)的確定7依據(jù)前面的分析,兼顧乘客與公交公司雙方的利益,確定合理的發(fā)車間隔，提高乘客的利益，同時也可以挖掘潛在客流量。3.模型建立（1）模型假設(shè)?1)假設(shè)數(shù)據(jù)能反映該段線路上的日?？土髁?2)車輛到達(dá)終點站時,所有的乘客必須全部下車;3)
乘客無論是上行還是下行,無論經(jīng)過幾個站,車票價為定值;4)各公交車為同一個型號,公交車會按調(diào)度表準(zhǔn)時到站和出站;5）忽略乘客上下車所花費的時間,且公交車在行駛過程中速度保持不變;6）假設(shè)每輛車經(jīng)過各個車站時不會留有乘客。7）假設(shè)在一個較短的時間內(nèi)乘客來到車站是均勻分布

6、的。8）假設(shè)在一個較短的時間內(nèi)每趟車的載客量保持均勻。（2）模型建立1）目標(biāo)函數(shù)：　2）約束條件:①第m班車的最高人數(shù)②目標(biāo)調(diào)整車上人數(shù)③第m班車的車上最高人數(shù)　（第k站車上人數(shù)達(dá)到最大且）（3）符號說明：i公交車到達(dá)的第i站n公交車共有的站數(shù)m公交車的班次的序列號第m班公交車發(fā)車時間第i站的上車人數(shù)7第i站的下車人數(shù)車上最高人數(shù)的密度分布函數(shù)（4）模型說明:因為車上最高人數(shù)可以用來反映擁擠程度，通過對最高人數(shù)擬合方程，從而求出密度分布函數(shù)，通過積分使在下模擬的第m班次公共汽車車上最高人數(shù)接近于，將各班次車上最高人數(shù)平均化，減少擁擠階段的車上最高人數(shù)，降低擁擠程度。條件①是限制發(fā)車間

7、隔滿足乘客要求,是考慮了乘客的利益。條件②是設(shè)定，因為我們是在成本既定下的調(diào)整，我們將得到的最高人數(shù)序列平均化，即認(rèn)為接近平均水平時，狀態(tài)平穩(wěn)，無較大差距的極值，符合調(diào)整目標(biāo)。（5）補(bǔ)充條件說明：雖然每天的客流量在不同時段是不同的，但通過微元法，把相鄰兩趟車的發(fā)車間隔之內(nèi)的客流量看成是均勻的。我們就可以構(gòu)造，利用積分求面積，近似等于模擬的客流量數(shù)據(jù)。由于發(fā)車間隔多變，我們又采用聚類分析，將發(fā)車間隔相近的劃分在一起，再求平均，從而得到發(fā)車間隔。這樣既符合函數(shù)