公交車的調(diào)度優(yōu)化研究

1、 公交車的調(diào)度優(yōu)化研究李維明, 趙衛(wèi)強, 賈麗芳, 位偉偉(中國礦業(yè)大學(xué), 北京100083摘要:公交運營調(diào)度是整個公交企業(yè)管理業(yè)務(wù)的核心。依據(jù)石家莊市32路公交線路調(diào)查的客流數(shù)據(jù), 建立了兼顧乘客和企業(yè)經(jīng)營者雙方利益的目標優(yōu)化模型, 編排出適合其實際行車運營的調(diào)度表, 從而為車輛調(diào)度提供了可靠的依據(jù)。關(guān)鍵詞:城市公共交通; 客流特征; 線路調(diào)度; 調(diào)度優(yōu)化中圖分類號:U491.1+7文獻標識碼:A文章編號:1008-5696(2007 01-0091-03R esearch on bus dispatching optimizationL I Wei 2ming ,ZHAO Wei 2qia

2、ng ,Jia Li 2fang ,WEI Wei 2wei(China University of Mining and Technology ,Beijing 100083,China Abstract :Public traffic dispatching is the key to transport the of data collec 2tion of the line 32, it offers a typical model that satisfies the , then lays out the time 2table for its actual dispatching

3、 , K ey w ords :urban public ; ; ; dispatch optimization 收稿日期:2006-10-17作者簡介:李維明(1982 , 男, 碩士研究生, 研究方向:工業(yè)工程、交通運輸及工程管理.132路是唯一一條連接?xùn)|開發(fā)區(qū)和火車站的公交線路, 線路總長2200m , 上下行(環(huán)行 共45站, 擁有運營車輛36輛, 車輛運營單程(上下行 平均時間約為75min , 日客流量3萬人左右。由于運距較長, 站點較多, 市區(qū)交通阻塞, 車輛實際運營時間經(jīng)常超過80min , 導(dǎo)致高峰時段車輛超載率高, 車輛修理頻繁又使得能正常運營的車輛減少, 客流端點間運輸特

4、征明顯, 乘客舒適度較差, 反映強烈。232路公交車的客流調(diào)查方法針對32路所采用的主要調(diào)查方法是線路客流調(diào)查, 是以客運線路為基礎(chǔ)進行的, 主要有隨車調(diào)查、駐站觀測和票據(jù)法三種。根據(jù)32路的具體情況, 采用的是票據(jù)法和隨車調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方法, 具體如下:每輛車配備2名調(diào)查人員, 記錄車輛到達沿線各站點的時刻及沿線各站點上下車人數(shù), 并在乘客上車時給其一張票據(jù), 票據(jù)上標有上車站點記號, 乘客下車時, 調(diào)查人員收回票據(jù), 整理并標明下車站點。332路公交車調(diào)度優(yōu)化研究(根據(jù)假日32路客流調(diào)查數(shù)據(jù)3. 1模型假設(shè)1 乘客在任何時段內(nèi)各站點上下客流情況及斷面客流量已知。2 線路上的公交車為同一型

5、號, 公交車會按調(diào)度表準時到站和出站。3 同一時段內(nèi)單位時間內(nèi)的上下客車人數(shù)服從均勻分布。4 全程為單一票價。5 服務(wù)水平較高, 乘客不存在滯留情況。6 公交車輛在車道行駛過程中不受干擾, 運行狀況良好。3. 2確定營運線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1 路線長:44×500=22000m 。2 單程時間t n :它包括單程行駛時間t nt 和在各中間站的停站時間t ns , 即t n =t nt +t ns =22000/30074min 。3 首末停車站時間。在客流高峰期間, 為加速車輛周轉(zhuǎn), 車輛在首末站的停車時間, 原則不應(yīng)大于行車時間間隔的23倍。在平峰期間首末站停車時間的確定, 需要考慮車

6、輛清潔、行車人員休息、調(diào)整行車間隔以及車輛例行保養(yǎng)等因素。通?？梢詥纬虝r間為準, 按下式適當確定平峰期間首末站平均停站時間t , t =4+0. 11(10t n 40 min 或t =0. 21t n (10t n 100 min 。則有:t =0. 21×7416min 。4 周轉(zhuǎn)時間t 0。對于環(huán)形路線, 周轉(zhuǎn)時間即為線路運行時間, 為74min 。3. 3模型建立3. 3. 1計算主要運行參數(shù)1 通常確定線路車輛總數(shù)A , 依據(jù)客流高峰時間段最高路段客流量Q s 計算, 即A =Q s /(q 0s ×r 0s ×0s (輛 .式中:q 0s 為高峰時間段

7、車輛額定載客量(p ; r 0s 為高峰時間段的滿載率定額(% ; 0s 為高峰時間段(I =s 的周轉(zhuǎn)系數(shù)。2 營業(yè)時間內(nèi)各時間段所需車輛數(shù)A i =f i /0i (輛. 式中的f i 與0i , 分別稱為在線路營業(yè)時間內(nèi)第時間段的行車頻率與周轉(zhuǎn)系數(shù), 可按下述方法確定:f i =Q i /(q 0i ×r i (輛/h ; 0i =t i /t 0i . 式中:t i 為第時間段延續(xù)時間(h 或min ; Q i 為第時間段內(nèi)營運線路高峰路段客流量; q 0i 為t i 時間內(nèi)車輛額定載客量; r i 為t i 時間內(nèi)最高路段的滿載率定額; t 0i 為t i 時間內(nèi)的車輛周轉(zhuǎn)

8、時間(h 或min 。當t i 為高峰時間段時, r i =r s ; 當t i 為平峰時間段時, r i =r t ; (一般高峰期間車廂滿載率定額r s 1. 2; 平峰期間車廂滿載率定額r t 0. 50. 6 。3 計算時間段的行車間隔。行車間隔, 指正點行車時, 前后兩輛車到達統(tǒng)一停車站的時間間隔I =t 0/A 或I =t i /A i . 式中:t 0為高峰期間的周轉(zhuǎn)時間(min t i 為i 時間段的延續(xù)時間; A 為t 0時間內(nèi)運行的車輛數(shù); A i 為I 時間段內(nèi)運行的車輛(次 數(shù)。4 行車間隔的分配。當行車間隔的計算值為整數(shù)時, 在周轉(zhuǎn)時間內(nèi), 行車間隔的排列為等間隔排列

9、。當行車間隔的計算值為小數(shù)時, 為便于掌握, 可對之進行取整處理?？煽紤]將I 分解為數(shù)值相近的兩種行車間隔,I 大、I 小; 按較大行車間隔I 大運行的車輛數(shù)A 大, 可利用以下公式計算:A 大=(t 0-A i ×I 小 /(I 大-I 小 (輛 。按較小行車間隔I 小運行的車輛數(shù)A 小=A i -A 大(輛 。因此, 在周轉(zhuǎn)時間內(nèi), 行車間隔與車輛數(shù)的分配與排列的方案如下IA=I 大A 大+I 小A 小=t 0.5 行車間隔的排列。行車間隔的排列通常包括下列3種形式:由小到大順序排列。主要用于早高峰后至平峰的過渡時間段及晚低峰其間。由大到小順序排列。主要用于早低期間以及平峰與高峰

10、間的過渡時間段。大小相間排列。主要用于高峰或平峰期間, 此時, 在同一時間段(或周轉(zhuǎn)時間 內(nèi), 應(yīng)盡可能使各行車間隔鑲嵌均勻。6 最多運行周期次數(shù)M 。記T 0為一個工作日的時間, T m =min T 0(i , 則M =(T 0×60 /T m 。3. 3. 2匯總計算結(jié)果在已確定車輛調(diào)度形式及線路原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行的運行參數(shù)計算, 是一個包括初值計算、數(shù)值調(diào)整和確定參數(shù), 如表1所示。表1時間段序號起止時間Q i /r i 0r if i (/t 1T 0i /minA i (A c /輛行車間隔/min計算值A(chǔ) I調(diào)正值A(chǔ) i A n A w計算值I i分配與排列(車距、車數(shù)

11、 IS391. 92×31+1×859:0110:00603565700. 01010×63. 3. 3建立目標規(guī)劃模型, 編排行車調(diào)度表目標:在早高峰之前, 使盡可能多的車盡可能晚出車, 而在晚高峰之后, 又使盡可能多的車, 盡可能早地下班。這樣, 就在既能滿足乘客乘車需求又兼顧企業(yè)效益, 達到雙贏的目的。為此令K 1(S =min jj |s s , j 0, K 2(S =max jj |s s , j 0.第S 班車在第K 1(S 圈出車, 在第K 2(S 圈收車; 在記S 為同一圈、同一站上繼第S 班車后所發(fā)的第一輛車的班次序號, 則有目標函數(shù)29交通科

12、技與經(jīng)濟第9卷 maxAS =1(K 1(S +(M -K 2(S ,|X s , j -X s , (j -1 |=t 0(i ,5X s , j 23, j =2, 3, M , S =1, 2, A.此模型可通過計算機模擬求解, 從而可制定出調(diào)度方案, 但是控制變量的個數(shù)很多, 算法非線性, 計算量很大。在實際編制中往往從高峰時段開始向后推算, 用手工較容易實現(xiàn), 而且還可以微調(diào), 下面采用人工模擬法并結(jié)合規(guī)劃式算法進行分析。由于高峰時段客流量太大, 為了平衡車輛及線路負荷, 可采取開辟快車的調(diào)度形式。由調(diào)查數(shù)據(jù)可知:統(tǒng)計時間內(nèi)沿線各停車站平均乘客集Q c =63780/451417(人

13、 。因此可知:第3、4、22、23、41、42及第43停車站超過平均站點集散量, 應(yīng)考慮開設(shè)快車。根據(jù)數(shù)據(jù)具體編制快車調(diào)度如表2所示。表2快車調(diào)度表180711624374286177364869808547634211520開辟快車371082658968877466251167011865182729601000539678開辟快車44977087799524536915585919092009277737591575開辟快車根據(jù)經(jīng)驗, 站點集散量在19802500間開辟快車2輛, 25015000間開辟3輛, 5001輛, 12000間開辟5, 其, , 開辟快車的數(shù)量取較高值輛。4結(jié)論本文通過對石家莊32路公交線路實際客流調(diào)查數(shù)據(jù)的處理分析, 以現(xiàn)代系統(tǒng)理論為指導(dǎo), 建立了公交車輛的調(diào)度優(yōu)化模型, 為公交營運企業(yè)在保證滿足客運需求的前提下, 提供了經(jīng)濟的調(diào)度方案。參考文獻1李維斌. 公路運輸組織學(xué)M .北京:人民交通出版社,1998.M .:同濟大學(xué)出版社,D .北京:北方交通大學(xué),2000.4崔實. 微機在公交調(diào)度管理系統(tǒng)中的應(yīng)用J.微型機與應(yīng)用,1997(6 .5RandolphHall , Maged Dessouky , Quart Lu. Optimal holding times at transfer stati