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原文传递通道型需求响应公交的调度优化研究

论文题名：	通道型需求响应公交的调度优化研究
关键词：	通道型需求响应公交;调度策略;路径优化模型;人工蜂群算法
摘要：	伴随着我国经济的迅速发展，人民的生活水平得到了很大的提升，对于出行的要求也越来越高，既希望得到方便、快捷、舒适的出行服务，又希望出行方式选择更加多样化。而目前常规公交因其“定点定线定时”较为单一的运营模式，没有办法满足人民多样化的出行需求。在一个固定的服务区域内，区域两端各存在一个核心站点，核心站点之间有明显的客流方向，客流量适中，若只有少量常规公交服务线路，线路无法满足服务区域内所有乘客的出行需求。但区域内公交客流条件又无法支撑开通多条线路，开通多条线路会导致企业亏本。　　针对此类场景，本文提出一种新应用场景下的需求响应公交——基于通道区域服务的需求响应公交，称为通道型需求响应公交。相比于常规公交，需求响应公交能够根据乘客的需求调整线路，在公共交通系统中发挥辅助作用，服务居民出行。一般的需求响应公交服务于核心客流不足，出行需求较为分散的地区。本文提出的通道型需求响应公交，能够为具有一定客流量的通道区域的乘客提供高质量运输服务。通过分析其服务场景及运营特性，构建考虑乘客上车时间窗和同时上下客的车辆路径优化模型（Vehicle Routing Problem with Simultaneous Pickup-Delivery and Time Windows,VRPSPDTW），并将车辆的发车时间与车辆路径进行联合优化。　　本文首先对需求响应公交路径优化问题、发车时刻表优化问题、算法求解等三个方面的国内外文献研究进行了总结，为下文研究打下理论基础。其次，从需求响应公交的概念、服务模式分类、服务特点、系统组成以及应用价值对需求响应公交进行介绍。对通道型需求响应公交的通道方向作出简要定义，从我国主要城市空间布局分析本文研究场景的适用性，通过通道型需求响应公交的服务模式和运营条件来分析通道型需求响应公交的服务特点，重点从服务流程、响应模式、乘客上车时间窗、通道类型、服务区域、发车时刻等方面对通道型需求响应公交进行系统设计。然后，对通道型需求响应公交调度模型目标函数及约束条件进行分析，将车辆不按时间窗到达上车需求点产生的惩罚成本转化为当量车辆运营里程，以公交运营成本与当量车辆运营里程最小为目标，考虑乘客上下车站点时空约束、车辆不可逆行约束等条件，构建了通道型需求响应公交车辆路径与发车时间的联合优化模型。接着，利用人工蜂群算法对模型进行求解，设计相应的编码和解码规则，模型求解通过两阶段实现，第一阶段求解使用的车辆数以及对应车辆的行驶路径，第二阶段在车辆路径确定后求解每辆车的发车时间，并满足实际车辆运行约束。最后，以南通市为实际案例，通过实验仿真对南通市火车站至南通市川港公交回车场进行通道型需求响应公交运营分析，验证通道型需求响应公交的研究具有实用性。结果表明，通道型需求响应公交具有一定的可行性和实用性，能够以最优的成本和服务满足通道内居民出行需求。
作者：	姚尹杰
专业：	交通运输工程
导师：	靳文舟;邹普尚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华南理工大学
学位年度：	2021