智能公交车辆调度系统的设计与优化
作者：王志超
来源：《中国科技纵横》2014年第16期
【摘要】随着经济的发展，城市化进程的加快，城市交通也逐渐变的拥堵、紧张，为了环节交通压力，世界各国也开始重视对交通系统的管理，并且提出了智能交通系统的概念。
本文主要从公交线路静态调度优化以及公交线路动态调度优化两大方面来阐述智能公交车辆调度系统的设计与优化。
【关键词】智能公交系统公交调度设计优化
1 公交线路静态调度优化研究
1.1 静态调度优化问题分析
（1）乘客利益分析：乘客对于公交出行主要关注的问题基本都是与自身利益息息相关的，因此，车辆要想运营合理，满足乘客的需求，减少车内的拥挤以及乘客等待的时间就必须要多安排一些车辆，并且公交线路的发车间隔要短，频率要高，但是从不同的环境限制、道路容量以及各企业运作的经济效益出发，公交调度只能在一定程度上满足乘客的利益需求。
（2）企业利益分析：现如今公交都是企业承包制，因此企业要承担公交日常的维修与保养费用，而且购置新车、能源的使用以及企业的管理也要占去公交企业收入的一部分，但是公交企业的收入来源除了政府的补助之外都是通过收取票款来获得的。
公交作为大众的交通方式其票价都是按照最低标准制定的，而要想提高企业的经济效益除了收取更多的票款之外还要减少车辆、以及人员的投入[1]。
（3）静态调度优化问题：上诉分析可见，乘客利益与企业利益是相互矛盾的，满足乘客的利益，企业的利益就会受到损失，但是在一定程度上，二者的利益也有一致之处，如果公交企业提高一定的公交服务，乘客出行变得方便、舒适，就会吸引更多的客流，这样企业的经济利益也会增长。
1.2 公交路线静态调度优化模型
1.2.1 模型假设
（1）把线路单边的发车间隔作为其研究对象；（2）不同时间段车辆到达站点的乘客近似服从泊松分布；（3）公交能够不受堵车及意外事故影响准时到站、出战；（4）忽略车辆启
动、停止花费的时间；（5）乘客没有在中途流失；（6）乘客按照顺序上车、下车；（7）候车的乘客能够全部上车。
1.2.2 模型建立
（1）乘客出行成本的函数设计。
图1为乘客到站、离站的曲线示意图，y1是乘客到达某个公交站点的达到率曲线，而y2是乘客离开某一站点的分布曲线，y1与y2所包含的阴影部分为该段时间公交线路所有乘客的等待时间之和。
第i时段内，在第j站点上，第k辆与第k+l辆公交车之间的乘客等待时间，具体如式①所示：
①
如果将阴影部分的面积看作是底为hi，高为λijhi的三角形面积，那么第i时段所有站点乘客的总等待时间可近似表示为：②
根据2012年的成都的交通规划，IC卡乘客比例为65.44%，即：③
（2）企业运营成本：④
（3）目标函数：⑤
企业的营运成本Cb最小目标与乘客出行成本Cp最小目标两者为对立矛盾关系，因此该目标函数属于多目标优化问题[2]。
本文选取权重的方法作为多目标函数优化算法，得到目标函数式：⑥
当然模型在实际运用中还存在一定的缺点，这就需要相关人员在运用与实践中不断改进。
2 公交动态调度研究
2.1 公交运营中的异常事件
（1）客流异常：在公交运营中，客流集中在某一站点或某一天，各种因素都应考虑进去。
（2）车场资源异常主要指的是线路运营的车辆数不足，备用车辆不够以及站台容量不足等，另外还包括交通事故、车辆故障等。
（3）路况异常指的是路面上大型活动或者路面施工，导致公交道路不能正常使用。
（4）车况异常主要指的是车辆行驶中发生的意外事故、车辆故障以及乘客纠纷等情况。
2.2 公交车辆调度方法
（1）简单移动法：该法主要是通过改变行车的间隔从而消除干扰，主要包括四个移动策略：双向移动、不移动、向前移动以及向后移动。
（2）预测调度方法：主要是根据当前正在执行的操作从而估计所有正在执行操作的完成时间，以此来适当地移动未执行具体操作的开始时间，这样能够根据路况情况以及一些突发事件来随时调整车辆的行车顺序、行驶区域以及行车间隔。
（3）基于时间和事件驱动的动态调度方法：该方法是根据车辆在运营期间，当调度执行过程发生了动态变化，把系统当时的参数作为调度方法的初始条件时运用。
时间调度方法是指车辆数以及车辆到达的时间受客观因素的影响而与行车时刻表的时间差距较大，根据实际车辆数目以及单程的行驶时间、客流量以及停车时间从而计算出行车间隔，从而维持线路运营。
而事件驱动的调度方法就是指如果市区内有重大的事件需要线路准时到站、或者绕行的行车组织方案，该方案要根据上级的指示，确定其行车路线、停战时间以及行车频率等，确保事件的有效进行，等事件结束之后在恢复日常状态的措施方案。
3 结语
总之，城市公共交通的高效、正常运行很大程度上要依赖现代的运营管理方式以及科学技术，相关人员要根据实际情况，对公交车辆的调度系统做出全面、细致的分析，让公共交通能够畅行无阻，为社会服务。
参考文献：
[1]王静要，张国华，黎明.城市智能公共交通管理系统[M].北京：中国建筑工业版，2012，（5）.
[2]蒋光震，何显慈.公共交通线路组合调度模型[J].系统工程，2012（6）：22-23.。