公交車(chē)的調(diào)度優(yōu)化研究

1、 公交車(chē)的調(diào)度優(yōu)化研究李維明, 趙衛(wèi)強(qiáng), 賈麗芳, 位偉偉(中國(guó)礦業(yè)大學(xué), 北京100083摘要:公交運(yùn)營(yíng)調(diào)度是整個(gè)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(xiàn)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(yíng)者雙方利益的目標(biāo)優(yōu)化模型, 編排出適合其實(shí)際行車(chē)運(yùn)營(yíng)的調(diào)度表, 從而為車(chē)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(xiàn)路調(diào)度; 調(diào)度優(yōu)化中圖分類(lèi)號(hào):U491.1+7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(jiǎn)介:李維明(1982 , 男, 碩士研究生, 研究方向:工業(yè)工程、交通運(yùn)輸及工程管理.132路是唯一一條連接?xùn)|開(kāi)發(fā)區(qū)和火車(chē)站的公交線(xiàn)路, 線(xiàn)路總長(zhǎng)2200m , 上下行(環(huán)行 共45站, 擁有運(yùn)營(yíng)車(chē)輛36輛, 車(chē)輛運(yùn)營(yíng)單程(上下行 平均時(shí)間約為75min , 日客流量3萬(wàn)人左右。由于運(yùn)距較長(zhǎng), 站點(diǎn)較多, 市區(qū)交通阻塞, 車(chē)輛實(shí)際運(yùn)營(yíng)時(shí)間經(jīng)常超過(guò)80min , 導(dǎo)致高峰時(shí)段車(chē)輛超載率高, 車(chē)輛修理頻繁又使得能正常運(yùn)營(yíng)的車(chē)輛減少, 客流端點(diǎn)間運(yùn)輸特

4、征明顯, 乘客舒適度較差, 反映強(qiáng)烈。232路公交車(chē)的客流調(diào)查方法針對(duì)32路所采用的主要調(diào)查方法是線(xiàn)路客流調(diào)查, 是以客運(yùn)線(xiàn)路為基礎(chǔ)進(jìn)行的, 主要有隨車(chē)調(diào)查、駐站觀測(cè)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(chē)調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方法, 具體如下:每輛車(chē)配備2名調(diào)查人員, 記錄車(chē)輛到達(dá)沿線(xiàn)各站點(diǎn)的時(shí)刻及沿線(xiàn)各站點(diǎn)上下車(chē)人數(shù), 并在乘客上車(chē)時(shí)給其一張票據(jù), 票據(jù)上標(biāo)有上車(chē)站點(diǎn)記號(hào), 乘客下車(chē)時(shí), 調(diào)查人員收回票據(jù), 整理并標(biāo)明下車(chē)站點(diǎn)。332路公交車(chē)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(shí)段內(nèi)各站點(diǎn)上下客流情況及斷面客流量已知。2 線(xiàn)路上的公交車(chē)為同一型

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

6、輛清潔、行車(chē)人員休息、調(diào)整行車(chē)間隔以及車(chē)輛例行保養(yǎng)等因素。通?？梢詥纬虝r(shí)間為準(zhǔn), 按下式適當(dāng)確定平峰期間首末站平均停站時(shí)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(shí)間t 0。對(duì)于環(huán)形路線(xiàn), 周轉(zhuǎn)時(shí)間即為線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)間, 為74min 。3. 3模型建立3. 3. 1計(jì)算主要運(yùn)行參數(shù)1 通常確定線(xiàn)路車(chē)輛總數(shù)A , 依據(jù)客流高峰時(shí)間段最高路段客流量Q s 計(jì)算, 即A =Q s /(q 0s ×r 0s ×0s (輛 .式中:q 0s 為高峰時(shí)間段

7、車(chē)輛額定載客量(p ; r 0s 為高峰時(shí)間段的滿(mǎn)載率定額(% ; 0s 為高峰時(shí)間段(I =s 的周轉(zhuǎn)系數(shù)。2 營(yíng)業(yè)時(shí)間內(nèi)各時(shí)間段所需車(chē)輛數(shù)A i =f i /0i (輛. 式中的f i 與0i , 分別稱(chēng)為在線(xiàn)路營(yíng)業(yè)時(shí)間內(nèi)第時(shí)間段的行車(chē)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(shí)間段延續(xù)時(shí)間(h 或min ; Q i 為第時(shí)間段內(nèi)營(yíng)運(yùn)線(xiàn)路高峰路段客流量; q 0i 為t i 時(shí)間內(nèi)車(chē)輛額定載客量; r i 為t i 時(shí)間內(nèi)最高路段的滿(mǎn)載率定額; t 0i 為t i 時(shí)間內(nèi)的車(chē)輛周轉(zhuǎn)

8、時(shí)間(h 或min 。當(dāng)t i 為高峰時(shí)間段時(shí), r i =r s ; 當(dāng)t i 為平峰時(shí)間段時(shí), r i =r t ; (一般高峰期間車(chē)廂滿(mǎn)載率定額r s 1. 2; 平峰期間車(chē)廂滿(mǎn)載率定額r t 0. 50. 6 。3 計(jì)算時(shí)間段的行車(chē)間隔。行車(chē)間隔, 指正點(diǎn)行車(chē)時(shí), 前后兩輛車(chē)到達(dá)統(tǒng)一停車(chē)站的時(shí)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(shí)間(min t i 為i 時(shí)間段的延續(xù)時(shí)間; A 為t 0時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的車(chē)輛數(shù); A i 為I 時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行的車(chē)輛(次 數(shù)。4 行車(chē)間隔的分配。當(dāng)行車(chē)間隔的計(jì)算值為整數(shù)時(shí), 在周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi), 行車(chē)間隔的排列為等間隔排列

9、。當(dāng)行車(chē)間隔的計(jì)算值為小數(shù)時(shí), 為便于掌握, 可對(duì)之進(jìn)行取整處理?？煽紤]將I 分解為數(shù)值相近的兩種行車(chē)間隔,I 大、I 小; 按較大行車(chē)間隔I 大運(yùn)行的車(chē)輛數(shù)A 大, 可利用以下公式計(jì)算:A 大=(t 0-A i ×I 小 /(I 大-I 小 (輛 。按較小行車(chē)間隔I 小運(yùn)行的車(chē)輛數(shù)A 小=A i -A 大(輛 。因此, 在周轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi), 行車(chē)間隔與車(chē)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(chē)間隔的排列。行車(chē)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(guò)渡時(shí)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(guò)渡時(shí)間段。大小相間排列。主要用于高峰或平峰期間, 此時(shí), 在同一時(shí)間段(或周轉(zhuǎn)時(shí)間 內(nèi), 應(yīng)盡可能使各行車(chē)間隔鑲嵌均勻。6 最多運(yùn)行周期次數(shù)M 。記T 0為一個(gè)工作日的時(shí)間, T m =min T 0(i , 則M =(T 0×60 /T m 。3. 3. 2匯總計(jì)算結(jié)果在已確定車(chē)輛調(diào)度形式及線(xiàn)路原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的運(yùn)行參數(shù)計(jì)算, 是一個(gè)包括初值計(jì)算、數(shù)值調(diào)整和確定參數(shù), 如表1所示。表1時(shí)間段序號(hào)起止時(shí)間Q i /r i 0r if i (/t 1T 0i /minA i (A c /輛行車(chē)間隔/min計(jì)算值A(chǔ) I調(diào)正值A(chǔ) i A n A w計(jì)算值I i分配與排列(車(chē)距、車(chē)數(shù)

11、 IS391. 92×31+1×859:0110:00603565700. 01010×63. 3. 3建立目標(biāo)規(guī)劃模型, 編排行車(chē)調(diào)度表目標(biāo):在早高峰之前, 使盡可能多的車(chē)盡可能晚出車(chē), 而在晚高峰之后, 又使盡可能多的車(chē), 盡可能早地下班。這樣, 就在既能滿(mǎn)足乘客乘車(chē)需求又兼顧企業(yè)效益, 達(dá)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(chē)在第K 1(S 圈出車(chē), 在第K 2(S 圈收車(chē); 在記S 為同一圈、同一站上繼第S 班車(chē)后所發(fā)的第一輛車(chē)的班次序號(hào), 則有目標(biāo)函數(shù)29交通科

12、技與經(jīng)濟(jì)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(guò)計(jì)算機(jī)模擬求解, 從而可制定出調(diào)度方案, 但是控制變量的個(gè)數(shù)很多, 算法非線(xiàn)性, 計(jì)算量很大。在實(shí)際編制中往往從高峰時(shí)段開(kāi)始向后推算, 用手工較容易實(shí)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(jìn)行分析。由于高峰時(shí)段客流量太大, 為了平衡車(chē)輛及線(xiàn)路負(fù)荷, 可采取開(kāi)辟快車(chē)的調(diào)度形式。由調(diào)查數(shù)據(jù)可知:統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)沿線(xiàn)各停車(chē)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(chē)站超過(guò)平均站點(diǎn)集散量, 應(yīng)考慮開(kāi)設(shè)快車(chē)。根據(jù)數(shù)據(jù)具體編制快車(chē)調(diào)度如表2所示。表2快車(chē)調(diào)度表180711624374286177364869808547634211520開(kāi)辟快車(chē)371082658968877466251167011865182729601000539678開(kāi)辟快車(chē)44977087799524536915585919092009277737591575開(kāi)辟快車(chē)根據(jù)經(jīng)驗(yàn), 站點(diǎn)集散量在19802500間開(kāi)辟快車(chē)2輛, 25015000間開(kāi)辟3輛, 5001輛, 12000間開(kāi)辟5, 其, , 開(kāi)辟快車(chē)的數(shù)量取較高值輛。4結(jié)論本文通過(guò)對(duì)石家莊32路公交線(xiàn)路實(shí)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(chē)輛的調(diào)度優(yōu)化模型, 為公交營(yíng)運(yùn)企業(yè)在保證滿(mǎn)足客運(yùn)需求的前提下, 提供了經(jīng)濟(jì)的調(diào)度方案。參考文獻(xiàn)1李維斌. 公路運(yùn)輸組織學(xué)M .北京:人民交通出版社,1998.M .:同濟(jì)大學(xué)出版社,D .北京:北方交通大學(xué),2000.4崔實(shí). 微機(jī)在公交調(diào)度管理系統(tǒng)中的應(yīng)用J.微型機(jī)與應(yīng)用,1997(6 .5RandolphHall , Maged Dessouky , Quart Lu. Optimal holding times at transfer stati