基于IC卡数据的公交行车计划编制协调优化方法研究
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摘要
随着城市经济的快速发展以及城市化、机动化进程的加快,城市交通拥挤现象日益严重,已经严重影响到城市的可持续发展。优先发展公共交通是经济社会发展的需要,是解决大城市交通问题的必然选择。城市公共交通系统能否正常和高效地运营,不仅取决于道路和车辆等设施条件,更有赖于运营管理手段和技术手段的先进性。
本文在分析国内外研究现状的基础上,综合考虑配车和配班问题的目标及约束,以配车和配班成本最小为目标函数,构建了公共交通行车计划编制协调优化模型。通过分析IC卡数据,确定断面客流,并以此为基础计算发车间隔,确定行车时刻表；基于我国包乘制现状,通过约束实现抽车、加车以及就餐安排,优化了模型,使模型应用更符合实际;采用LINGO软件求解模型,得出配车计划,同时以8小时或4小时工作时间为约束,得出配班计划。本文不仅通过构建约束实现了我国包乘制特点下的抽车、加车以及就餐问题,还考虑了不同的班型,并通过约束首末站停站时间提高有效工作时间。论文对本文研究的模型和算法进行了示例分析,验证了模型与算法的有效性。
With the rapid development of the economic and speeding up of the urbanization and motorization process,urban traffic congestion is becoming more and more serious and has severely affected the city's sustainable development. Giving priority to the development of public transport is the need of economic and social development and is the inevitable choice to solve the traffic problem in big cities.Whether the urban public traffic system can operate normally and efficiently not only depends on roads and traffic facilities conditions, but also depends on operation management means and the advanced technology.
Based on the analysis of the present situation of the domestic and foreign research and with a combined consideration of the objective and constraints of the vehicle and crew scheduling, the paper built up the vehicle and crew scheduling coordinated optimization model with the objective function of minimizing the total cost of vehicle and crew. Through the analysis of IC card data, establish the cross section flow, and based on this calculate departure intervals to determine the schedule. Then, optimize the model to be more realistic, considering the Chinese realities-assigning crew system. The paper used LINGO to solve the model and verified the algorithms'efficiency through an example. The paper not only realized vehicle scheduling under responsible crew system of China by constraint conditions, but also considered two kinds of crew type. And the paper limited dwell time of the first and last stops to increase effective work time.
本文在分析国内外研究现状的基础上,综合考虑配车和配班问题的目标及约束,以配车和配班成本最小为目标函数,构建了公共交通行车计划编制协调优化模型。通过分析IC卡数据,确定断面客流,并以此为基础计算发车间隔,确定行车时刻表；基于我国包乘制现状,通过约束实现抽车、加车以及就餐安排,优化了模型,使模型应用更符合实际;采用LINGO软件求解模型,得出配车计划,同时以8小时或4小时工作时间为约束,得出配班计划。本文不仅通过构建约束实现了我国包乘制特点下的抽车、加车以及就餐问题,还考虑了不同的班型,并通过约束首末站停站时间提高有效工作时间。论文对本文研究的模型和算法进行了示例分析,验证了模型与算法的有效性。
With the rapid development of the economic and speeding up of the urbanization and motorization process,urban traffic congestion is becoming more and more serious and has severely affected the city's sustainable development. Giving priority to the development of public transport is the need of economic and social development and is the inevitable choice to solve the traffic problem in big cities.Whether the urban public traffic system can operate normally and efficiently not only depends on roads and traffic facilities conditions, but also depends on operation management means and the advanced technology.
Based on the analysis of the present situation of the domestic and foreign research and with a combined consideration of the objective and constraints of the vehicle and crew scheduling, the paper built up the vehicle and crew scheduling coordinated optimization model with the objective function of minimizing the total cost of vehicle and crew. Through the analysis of IC card data, establish the cross section flow, and based on this calculate departure intervals to determine the schedule. Then, optimize the model to be more realistic, considering the Chinese realities-assigning crew system. The paper used LINGO to solve the model and verified the algorithms'efficiency through an example. The paper not only realized vehicle scheduling under responsible crew system of China by constraint conditions, but also considered two kinds of crew type. And the paper limited dwell time of the first and last stops to increase effective work time.
引文
[1]陈学武,戴霄,陈茜,公交IC卡信息采集、分析与应用研究[J],土木工程学报,2004,37(2)：105-110.
[2]师富民,基于Ic卡数据的公交OD矩阵构造方法研究[D],吉林大学硕士学位论文,2004：34-39.
[3]郭婕,陈学武,公交Ic卡乘客上车站点确定方法及其应用[A],第一届中国智能交通年会论文集[C],2005.12：755-759.
[4]戴霄,陈学武,单条公交线路的IC卡数据分析处理方法[J],城市交通,2005.3(4)：73-76.
[5]戴霄,陈学武,李文勇,公交IC卡信息处理的数据挖掘技术研究[J],交通与计算机,2006,24(1)：40-42.
[6]章威,徐建闽,基于GPS与IC卡的公交OD量采集方法[J],交通与计算机,2006,(2)：21-23.
[7]周晶,张伦珂,利用IC卡数据估计公交OD矩阵的模型及算法[J],系统工程理论与实践,2006,(4)：130-135.
[8]Alex Cui,Bus passenger Oringin-Destination Matrix estimation using Automated Data Collection systems[D], Massachusetts Institute of Technology,2006.
[9]彭晗,田振中,Excel在利用公交Ic卡数据构造换成矩阵中的应用[J],交通标准化,2007,(11)：120-123.
[10]朱丽云,陈锋,高永,邓小勇,基于GIS的公交IC卡客流信息采集于分析系统研究[A],第三届中国国际数字城市建设技术研讨会论文集[C],2007.9.
[11]周涛,翟长旭,高志刚,基于公交IC卡数据的OD推算技术研究[J],城市交通,2007,5(3)：48-52.
[12]赵骞,基于公交IC卡调查数据的公交调度优化研究[D],大连理工大学硕士学位论文,2007:26-31.
[13]James J.Barry,Robert Freimcr,Howard Slavin.Use of entry-only automatic fare collection data to catimate linked transit trips in New York city[J],Transportation Research Record,2009:53-61.
[14]T.Fuse,K.Makimura,T.Nakamura,Observation of travel behavior by IC card data and application to transportation planning[A],A special joint symposium of ISPRS Technical Commission IV & AutoCarto in conjunction with ASPRS/CaGIS 2010 Fall Specialty Conference[C],November 15-19,2010.
[15]Wonjae Jang,Travel time and transfer analysis using transit smart card data[J],Transportation Research Record,2010:142-149.
[16]韩艳,关宏志,严海,张海婵,公交IC卡数据分析处理方法研究[J],交通标准化,2010,(19)：14-19.
[17]廖泽容,基于公交IC数据的公交客流量分析[D],云南大学硕士学位论文,2010:25-46.
[18]吴祥国,基于公交IC卡和GPS数据的居民公交出行OD矩阵推导与应用[D],山东大学硕士学位论文,2011:53-75.
[19]Knut Haase, Guy Desaulnicrs, Jacques Desrosiers. Simultaneous Vehicle and Crew Scheduling in Urban Mass Transit Systems[J].Transportation Science.2011.35(3):286-303.
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[45]娄宝珠.基于你差函数的多线路公交行车计划优化算法研究[D].北京交通大学.2011.
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[57]张斐斐.公共交通驾驶员调度问题研究[D].北京：北京交通大学.2006.
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