公交車的調(diào)度問題的研究

1、公交車的調(diào)度問題的研究 目 錄第1章  前言-1第2章  問題的重述-2第3章  模型的假設-2第4章  變量及符號說明 -3第5章  模型的建立-4第6章  模型的求解-7第7章  模型的評價和優(yōu)化-9第8章  數(shù)據(jù)的采集-13參考文獻-14致謝-14附錄-15摘   要本文建立了1個關于公交車的調(diào)度問題的數(shù)學模型,將所采集的數(shù)據(jù)進行分析和抽象,建立了車輛的滿載率和平均候車時間以及公司與乘客之間的滿意度.采用多目標非線形規(guī)劃和加權(quán)分析的方法來計算可行調(diào)度方案所需的車輛數(shù). 據(jù)此，利用多目標優(yōu)化

2、方法建立了公交車調(diào)度的數(shù)學模型。首先通過數(shù)據(jù)分析，并考慮到方案的可操作性，將1天劃分為早高峰前、早高峰和晚高峰之間、晚高峰及晚高峰后5個時段；引入車輛的平均滿載率、乘客的等待抱怨程度及擁擠抱怨程度作為3個目標函數(shù)，建立了目標優(yōu)化模型；通過加權(quán)，將3個目標函數(shù)合并為1個目標函數(shù)。運用matlab數(shù)學軟件計算出了上行、下行各個時段發(fā)車的時間間隔：上行各個時段時間間隔分別為5、2、4、3、15，下行各個時段時間間隔分別為10、2、5、3、8（單位：分鐘）；所需總車輛數(shù)為543次，公交公司的平均滿載率為82.094%，抱怨顧客的百分比為0.91%。通過模型檢驗得出所求模型較為穩(wěn)定。最后，通過對原始數(shù)據(jù)

3、的分析和處理，得出在進入和離開乘客高峰時期，局部縮短采集數(shù)據(jù)時間間隔是改善調(diào)度方案的有效方法。關鍵詞:滿意度；滿載率；發(fā)車間隔abstractthis test establishes the mathematics model of handing over the arrangement of the public bus. first convert the data form giving to the statistics form of the number of the people who get on or off the buses which start each tim

4、e segment and stop at each stop point along the road, and define the rate of loading, use the rate of loading and the average time for waiting for the bus to measure the approval between the company and the passenger, adopt the line program to calculate the vehicle number needed in this possible arr

5、angement project. finally measure the company and passenger approval towards that project with misty index sign. in the optimized model, we find out the consanguineous correlative factor of both sides benefit-the interval of buses, and solve this problem through seeking the excellent interval of bus

6、es. key words: approval; the rate of loading,; the intermission of bus1 前言 本文是根據(jù)2001年全國大學生數(shù)學建模競賽b題公交車的調(diào)度問題而研究的。在現(xiàn)代社會當中公交車扮演著非常重要的角色，特別是對于城市而言。在改革開放之后，國家允許私人以公司的形式，運營公交車。對于公司而言，其出發(fā)點是服務和利益，那么公交公司出于成本的考慮，則需要對公交車的發(fā)車數(shù)量進行控制。但是對于乘客而言，則希望公交公司能夠盡量地滿足他們的利益。也就是希望候車時間不要太長，公交車不要太擁擠。于是，這就在公交公司和乘客之間存在著矛盾。如何在現(xiàn)

7、實的基礎上解決這個問題，則是本論文的出發(fā)點。    在此基礎上，本人依據(jù)題意和數(shù)據(jù)進行分析與抽象，將全天劃為5個時間段，建立了車輛的滿載率、乘客的等待抱怨程度和擁抱程度3個目標函數(shù)的多目標模型。認為每1個時間段內(nèi)的發(fā)車間隔相等，從而使問題得到簡化。在1定程度上解決了在全程當中上下車的總?cè)藬?shù)不相等的矛盾，同時降低了調(diào)度方案的復雜度，使調(diào)度表的操作性得到有效增強。在解出最優(yōu)解的基礎上聯(lián)系實際問題將數(shù)據(jù)進行了調(diào)整，雖然犧牲了部分平均滿載率，但是可以使所需的總公交車數(shù)明顯降低，同時照顧了1天中上下行總車輛的平衡。    由于在模型的建立過程中

8、，始終認為1輛車經(jīng)過各個車站時不會留有乘客，這樣會在1定程度上增加發(fā)車數(shù)。同時，將1天劃為幾個不同時段也可能使局部產(chǎn)生等待過久的現(xiàn)象，不過從長期考慮結(jié)果還是理想的。2 問題的提出與分析公共交通是城市交通的重要組成部分，作好公交車的調(diào)度對于完善城市交通環(huán)境、改進市民出行狀況、提高公交公司的經(jīng)濟和社會效益，都具有重要意義本題考慮1條公交線路上公交車的調(diào)度問題，數(shù)據(jù)來自我國1座特大城市某條公交線路的客流調(diào)查和運營資料。 論文的出發(fā)點是要求照顧到乘客和公交公司的雙方利益，經(jīng)過分析為使公交公司賺錢盡可能多，乘客盡早上車和乘客的舒服程度盡可能提高，可以用公交車載客的平均載客率來衡量公交

9、公司的利益，以乘客的等待時間和擁擠程度作為衡量乘客的利益。從而可以建立3個目標優(yōu)化模型，進行求解。但是由于3目標優(yōu)化模型的求解較為困難，所以簡化起見，可以引入加權(quán)因子，將此3目標優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為單目標模型，從而求得車輛的平均滿載率、顧客的平均抱怨程度和每1個小時間內(nèi)相鄰兩輛車的發(fā)車時間間隔。據(jù)此，可排出公交車調(diào)度表，得出所需的最小車輛數(shù)。3  模型的假設（1） 假設表上所給數(shù)據(jù)能反映該段線路上的日?？土髁俊＃?） 車輛上行或下行到達終點站時，所有的乘客必須全部下車。（3） 到達任何1個車站的乘客人數(shù)在1個小時內(nèi)服從均勻分布。（4） 每輛車最多可以乘坐100人，超過此數(shù)將會造成乘客的抱怨；（5） 在同1個時間段內(nèi)，相鄰兩輛車發(fā)車時間間隔相等。（6） 不計乘客