基于车辆定位数据的公交集成调度研究

针对我国公交实施优化调度面临着主要参数缺乏且难以设置以及一系列特色约束难以处理等问题，本项目改变传统的基于给定时刻表的公交调度思路，提出一个崭新的适合国情的基于车辆定位数据的集成调度思路。主要内容包括：1）研究基于定位数据分析的调度参数优化设置方法，重点是充分挖掘公交企业已积累的大量定位数据，建立不同路段和时段的运营时间和车头时距的概率分布模型，并基于此，自动设置柔性单程任务；2）研究基于柔性单程任务的公交集成调度问题，特别是分析柔性单程任务以及诸如人车捆绑和中式用餐等具有我国特色的约束限制，定义我国的基于柔性单程任务的公交调度科学问题，建立问题模型，并剪裁和融合多种超启发式方法研制能够处理我国特色问题且易操作和推广的公交集成调度方法。此项研究有助于提高调度方案的效益、可执行率和准点率，为帮助公交企业降低运营成本、提高资源效益和服务水平并充分发挥现有车辆定位系统的作用奠定理论和方法基础。

针对我国公交实施优化调度面临着主要参数缺乏且难以设置以及一系列特色约束难以处理等问题，本项目改变传统的基于给定时刻表的公交调度思路，提出一个崭新的适合国情的基于车辆定位数据的集成调度思路。主要研究内容包括：（1）挖掘分析车辆定位数据；（2）研究基于定位数据分析的调度参数优化设置方法；（3）建立基于柔性单程任务的公交调度问题模型；（4）研究多种求解方法。该项目已经按计划完成，主要研究成果如下：.一、.提出了基于车辆定位数据的公共交通规划与调度思路.本项目立足我国实际，结合欧美经验，将优化调度理论与我国公共交通规划实践相结合，完善了我国公共交通规划框架，提出了基于车辆定位数据的公共交通规划与调度思路与方法。将传统的“老三样”规划与智能公交规划、服务规划和运营规划“新三样”集成在一起，填补了我国传统线网规划与实际运营工作之间的断层。.二、.提出了基于定位数据分析的调度参数优化设置方法.充分挖掘公交企业已积累的车辆定位数据，利用统计学工具，研究了车辆定位数据分布模型，建立了不同路段和时段的运营时间和车头时距的概率分布模型，并基于此，提出了自动设置柔性单程任务，从而为车辆调度问题提供了科学、准确的基础数据。.三、.建立了基于柔性单程任务的公交调度问题模型.不同于传统的车辆调度问题是基于固定时刻表编制优化的行车方案，本项目考虑现实中公交单程运营时间的波动性或不确定性，建立了基于柔性单程任务的公交车辆调度多目标问题模型，从而有效平衡运营成本与准点率的矛盾。.四、研制了一系列公交优化调度方法.公交车辆和驾驶员调度问题是世界公认的NP难问题，属于热点研究课题，具有重要的现实价值和理论意义。本项目取得了一系列创新研究成果，主要包括：提出了基于AVL数据的柔性调度方法，设计了集成整数规划和启发式方法的公交车辆调度杂交方法；在驾驶员调度方面研发了一系列基于整数规划和智能计算的通用性方法，例如改进的列生成策略和算法、嵌入混合遗传算法的自适应演化方法和基于灰关联分析的公交乘务调度方法等。.五、理论联系实际开展成果应用研究.本项目立足实际开展理论研究，取得的理论研究成果进一步在国内城市进行应用研究，例如在荆门市开展了公交运营分析研究，将基于AVL数据的单程时间设置方法应用于实际线路，设计出准确、执行率高的时刻表编制方法，进而保证优化调度方案不仅具有低成本而且具有较高准点率。