資源描述：
《基于改進遺傳算法的公交線路調(diào)度模型》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、基于改進遺傳算法的公交線路調(diào)度模型鄧芳玥王歡華中科技大學土木工程與力學學院南京航空航天大學民航學院摘要：對公交車輛智能化調(diào)度存在的技術(shù)問題，提出一種棊于遺傳算法（GeneticAlgorithms,GA）的調(diào)度模型應用到該問題中，結(jié)合公交公司的利益和乘客的乘車滿意度的綜合指標作為優(yōu)化目標，利用Matlab模擬實驗驗證模型的合理性、科學性。實驗表明，優(yōu)化的調(diào)度模型可以最大化的公交運營公司利益的情況下，提升乘客的乘車體驗，確保社會效益和經(jīng)濟效益都得到最大滿足。關(guān)鍵詞：公交調(diào)度;遺傳算法;公共交通;作
2、者簡介：鄧芳玥（1997一），女，湖南常德人，主要研究方向交通運輸規(guī)劃。收稿日期：2017-08-30Received：2017-08-300引言隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市居民的出行需求也與日倶增。公交系統(tǒng)是公共交通系統(tǒng)的重要組成部分，其線路靈活，舒適度較高且運行成木相對低廉的特點，使公交系統(tǒng)成為不少城市的主力公共交通方式。本文在發(fā)展智能交通（TTS）的背景下，研究公交調(diào)度優(yōu)化的問題。公交調(diào)度是一類復雜的組合優(yōu)化問題，需要對發(fā)車間隔、公交投放數(shù)量進行聯(lián)合優(yōu)化。針對這一問題，本文主要圍繞公交公司
3、的運營成本與乘客的滿意度的博弈為主要指標，以改進遺傳算法為工具，通過對公交投放數(shù)量于排班調(diào)度的聯(lián)合優(yōu)化，提出一種行之有效的公交調(diào)度模型。公交調(diào)度優(yōu)化的目的是尋找最優(yōu)的公交投放數(shù)量與發(fā)車時間，公交車隊按照優(yōu)化后的調(diào)度方案即可達到最高的經(jīng)濟效益與服務水平。本文選擇武漢市某公交線路為實驗對象，考慮單條公交線路下行方向的調(diào)度優(yōu)化。1.1定義變量n:投放公交車的數(shù)量，ne(5，15)ti:第i輛公交車的發(fā)車吋刻，其中ie[l，n]tij:第i輛公交車到達j站的時間Pj:第j站的乘客到達率Cij:第i輛公交
4、車到達第j站時的剩余容量V：:第i輛公交車平均車速wtj:第j站乘客平均等待時間wt/因車輛滿載而錯過上一輛公交車乘客的額外等待時間P/前后兩輛公交車間隔時間內(nèi)乘客到達數(shù)P/在第j站未能乘坐上一班公交車的乘客數(shù)D/第j站到第j-1站的距離，j={l,2,3-}Li:布爾變量,當Cu/C/O時,L：:l,反之則為01.2時間窗設(shè)計由于不同時刻的公交站臺上乘客時間分布是不同的，所以為保證模型動態(tài)性與簡化問題，將規(guī)劃時段細分為12個時間窗口，在任意一個時間窗口中，乘客的時間分布可以近似為穩(wěn)態(tài)分布。針對
5、每一個時間窗口進行公交線路的調(diào)度優(yōu)化，然后將每個時間窗U的調(diào)度方案進行組合即可得到一整天的，具有動態(tài)性的公交線路調(diào)度方案。以下對時間窗門內(nèi)的運行規(guī)則做簡要介紹：(1)模型設(shè)置丫旅客滯留懲罰函數(shù)，旅客滯留可忽略不計，既首發(fā)公交只需要考慮滿足從出發(fā)到到站時間內(nèi)到達的乘客需求。(2)每輛公交車都有確定的容量Cb當乘客數(shù)量大于公交車剩余容量時，剩余的乘客將需要等待下一輛公交車。(3)每輛公交午以平均速度Vl=20km/h勻速行駛，不考慮交通擁堵，不考慮路口等待時間，過站時間忽略不計。(4)每位乘客每次到
6、站時都以outRate=0.5的概率下車。1.3優(yōu)化目標函數(shù)確定公交公司作為營運者，目的是在滿足乘客出行需求的同時盡可能增加自身的收入。往往是通過提高客座率，提高票價，減少排班數(shù)量來提升自身利潤。而乘客作為消費者想要得到廉價II優(yōu)質(zhì)的服務，想要更多的公交車數(shù)量，更低的票價和更好的乘坐體驗。不難看出公交公司與乘客之間的利益是矛盾的，兩考存在博弈關(guān)系。故本文設(shè)計的H標函數(shù)，就是這種雙方的關(guān)系體現(xiàn)。maxZj式（1）為公交公司的利潤函數(shù)，k為第i輛公交車在第j站載客數(shù)，fee為票價收入，Li為載客率低
7、的過站次數(shù)，本文定義當Q/C^O.5吋就屬于低載客率的情況。M是一個足夠大的值，與U組成懲罰函數(shù)，降低公交車載客率低的情況出現(xiàn)。maxZ2=-remJ式（2）為乘客出行滿意度函數(shù)，由候車時間與乘車舒適度構(gòu)成。其中為乘客出行滿意度與候車吋間成反比，為公交車空載率越高，乘客的乘車舒適度也越高。n,r2為權(quán)重系數(shù)。將目標函數(shù)ZHZ2聯(lián)立作為木文的目標函數(shù)，如式（3）所示，能反映出公交公司利益與乘客出行滿意度之間的，矛盾關(guān)系。式中R,，R。是權(quán)重系數(shù)。maxZ=xZ,+7?,>2實驗驗證本文選擇武漢市某
8、公交線路為實驗對象，只考慮單條公交線路下行方向的調(diào)度優(yōu)化，選擇公交車乘客出行高峰小時內(nèi)平均達到率作為服務對象，時間窗timeWindow=60min,具體數(shù)據(jù)見表1。站臺編號站臺間隔/m10218563102441349515686987713268841977710119411156012105013103814654初始種群的產(chǎn)牛.采用在制定的時間窗口內(nèi)產(chǎn)牛.隨機數(shù)的方式牛.成，設(shè)定種群數(shù)量w=100，迭代代數(shù)gen=100,代溝GGAP=O.8，交叉概率OPC=O.6,變異概率PM=O.4
