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原文传递考虑乘客等待时间最小的区域公交时刻表协同优化方法

论文题名：	考虑乘客等待时间最小的区域公交时刻表协同优化方法
关键词：	公交时刻表;协同优化;乘客等待时间;运营组织;遗传算法
摘要：	随着城市经济的发展和城市化进程的加快，居民日益增长的公交出行需求同传统的公交运营组织与管理之间的矛盾是公交系统发展的主要矛盾。区域运营组织与管理模式下的运营计划为这一矛盾的缓解提供了很好的思路，它具有集中管理、资源共享、改善整体服务质量等优点。由于公交运营计划编制问题的复杂性，一般按五个步骤顺序地解决:公交线路设计、发车间隔设置、时刻表编制、车辆调度和驾驶员调度。时刻表编制不仅是运营计划编制的关键性工作和提高乘客服务质量的关键手段，而且对于指导和保证公交企业转向区域运营模式具有重要的应用价值。　　本文以公交企业日常运营组织与管理为背景，总结出公交运营组织工作的技术流程;在对运营计划编制工作中的问题进行深入分析的基础上，重点对运营计划编制过程中的发车间隔设置问题和时刻表编制问题进行了详细的研究综述。在此基础上，从运营计划层面上研究了同车型和均匀需求的发车间隔设定问题和两种场景下的区域公交时刻表协同编制问题。重点研究了区域公交时刻表编制问题，先建立这些问题的数学规划模型，再设计出相应的枚举算法和亚启发式算法对其进行求解。　　(1)因为发车间隔设置是区域公交时刻表编制的基础，因此对发车间隔问题的研究仅考虑了一种同车型和均匀需求的简单场景。从乘客利益的视角出发，在车队规模的约束下，建立了以线路最大乘客拥挤度最小化为目标的车辆分配及发车间隔同时确定的0-1线性混合整数模型，采用优化软件CPLEX对小规模随机算例进行求解。最后，分析了不同车队规模、不同类型车辆对线路发车间隔、配车数和目标函数值的影响。　　(2)在发车间隔确定的基础上，研究了考虑换乘站点权重的区域公交时刻表协同编制问题，建立了面向乘客的以换乘等待时间权和最小为目标的非线性混合整数模型。根据模型的特点，采用双轮盘赌法、惩罚技术、自适应算子和精英保留策略，提出了基于精英保留策略的遗传算法。针对不同规模的算例，将该算法分别与枚举算法、K-interchange启发式算法比较，验证了该遗传算法的有效性，并说明了模型的有效性。　　(3)在上一区域公交时刻表编制问题的基础上，考虑了现实中乘客刚好错过换乘车辆情景下的时刻表编制问题。在对问题描述的基础上，提出了一种驻站策略思想，将车辆在换乘站点的停站时间作为决策变量来解决该问题。以在换乘站点换乘乘客和车上不换乘乘客等待时间最小为目标，建立了该问题的非线性混合整数模型，开发了一种基于启发式的模拟退火算法对模型求解，并与基于精英保留策略的遗传算法的求解结果进行比较分析。最后，分别针对不换乘乘客与换乘乘客数量比例不同的情景下，与上一场景下的区域时刻表编制问题进行求解结果比较，分析了提出的驻站策略思想求解考虑刚好错过情景下的时刻表编制问题的适用范围。
作者：	吴影辉
专业：	系统工程
导师：	唐加福
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文