一種公交專用道上公交停靠站泊位數(shù)確定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法，其采用agent建立交路網仿真系統(tǒng)，分別針對配置公交路網中道路、公交車輛和行人建立agent屬性，真實模擬實際路網情況，并結合遺傳算法不斷迭代，得到相應客流量下的公交?？空静次粩?shù)方案，使其結果更貼近于實際，更加直觀。本發(fā)明不但針對公交車建立跟馳模型，使得由于公交車停靠站泊位數(shù)變化設置引起的公交車輛排隊現(xiàn)象能影響到其它公交車的運行，更加真實地模擬了公交車輛的運行狀況。而且針對行人建立乘客上車時間模型，使得乘客上車的時間與公交車內的乘客密度建立關系，形象地反映了乘客上車的過程。鑒于以上理由，本發(fā)明可以廣泛用于公交?？空静次粩?shù)優(yōu)化領域。
【專利說明】一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種公交停靠站泊位數(shù)確定方法，特別是關于一種公交專用道上公交 停靠站泊位數(shù)確定方法。

【背景技術】
[0002] 公交車?？空竟┕卉囶l繁的停靠并完成乘客上下車的功能，占用道路的空間資 源，影響了其它線路公交車的通行，是城市道路通行能力的"瓶頸"。尤其是在交通高峰的時 候，更是造成交通擁堵，公交車輛?？炕靵y以及交通事故頻發(fā)的一個主要原因。
[0003] 截止目前，我國公交車?？空驹O置優(yōu)化的研究還很匱乏，導致大多數(shù)城市的公交 車?？空镜脑O置一般以經驗和定性為主，嚴重影響了公交車的運行效率。而公交車?？空?泊位數(shù)的確定是公交車?？空驹O置問題中不可忽略的一個重要問題，直接影響著車站通行 能力的大小，繼而影響公交車輛的?？恳约斑\行，對道路交通流產生較大的影響。
[0004] 現(xiàn)有研究中通過建立各種數(shù)學模型，比如排隊論，來優(yōu)化確定公交車?？空镜牟?位數(shù)，而沒有考慮到公交車相互之間的影響，使得模型較為理想，且比較簡單，與實際情況 差距較大。
[0005] 公交專用道是確保公交快速通行的有效載體，公交專用道有效減少了道路橫向干 擾，但由于公交專用道上不同線路具有各自的發(fā)車頻率和客流特性，在匯合到公交專用道 上后，車輛到站分布則表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。使得公交車形成了"脈沖式"車流，即在一段時間 內?？空局袩o公交車?？?，?？空究臻e；而在一段時間內好幾輛公交車連續(xù)甚至幾乎同時 到達，導致泊位數(shù)不足，車輛站外排隊。因此合理優(yōu)化公交專用道上?？空静次坏膫€數(shù)，對 于減少擁堵，提1?受通設施的利用率，有著很大的研究意義。


【發(fā)明內容】

[0006] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種公交專用道上公交停靠站泊位數(shù)確定方 法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：一種公交專用道上公交停靠站泊位 數(shù)確定方法，其包括以下步驟：1)采集公交路網數(shù)據(jù)、公交車輛數(shù)據(jù)和行人數(shù)據(jù)的原始數(shù) 據(jù)；2)根據(jù)原始數(shù)據(jù)，在Netlo g0軟件中建立公交路網仿真系統(tǒng)；3)為公交路網中每一個公 交車停靠站編號，其編號為i，i = 1，2, 3，...，M，并為每一公交車停靠站隨機分配泊位數(shù)， 得到一個S行，M列的矩陣，該矩陣中每一行代表一個公交?？空静次粩?shù)方案A1，即共S個 公交停靠站泊位數(shù)方案Al ;4)針對每一公交?？空静次粩?shù)方案A1，在公交路網仿真系統(tǒng)中 對應設置各公交車停靠站的泊位數(shù)，并經過公交路網仿真系統(tǒng)運行，得到仿真時間內公交 專用道上乘客總等車時間；5)針對每一公交停靠站泊位數(shù)方案A1，將其對應的乘客總等車 時間的倒數(shù)作為適應度函數(shù)值，采用輪盤賭算法隨機產生一個S行、M列的公交停靠站泊位 數(shù)方案A2構成的矩陣；6)針對S個公交停靠站泊位數(shù)方案A2,采用兩點交叉算子執(zhí)行遺傳 算法交叉操作，得到一個S行、M列的公交?？空静次粩?shù)方案A3構成的矩陣；7)針對S個公 交?？空静次粩?shù)方案A3,采用基本位變異算子執(zhí)行遺傳算法變異操作，得到一個S行、M列 的公交?？空静次粩?shù)方案A4構成的矩陣；8)針對每一公交?？空静次粩?shù)方案A4運行公交 路網系統(tǒng)，得到對應的乘客總等車時間，并計算得到各自的適應度函數(shù)值，選取公交?？空?泊位數(shù)方案A4的適應度函數(shù)值中最大的適應度函數(shù)值作為最優(yōu)適應度函數(shù)值，并判斷該 最優(yōu)適應度函數(shù)值的變化程度，若最優(yōu)適應度函數(shù)值的變化程度小于5 %，則視為合格，輸 出最大的適應度函數(shù)值所對應的公交停靠站泊位數(shù)方案A4 ;否則，將公交?？空静次粩?shù)方 案A4構成的矩陣最為最初的公交停靠站泊位數(shù)方案Al構成的矩陣，返回步驟5)繼續(xù)進行 公交?？空静次粩?shù)方案的優(yōu)化，直到得到合格的公交?？空静次粩?shù)方案為止。
[0008] 所述步驟2)中，公交路網仿真系統(tǒng)包括配置公交路網中道路agent、公交車輛 agent、行人agent的屬性，并對公交車建立跟馳模型，以便模擬公交車之間的跟馳現(xiàn)象；對 行人建立乘客上車時間模型，以便計算乘客上車時間。
[0009] 所述步驟4)中，公交專用道上乘客總等車時間C1

【權利要求】
1. 一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法，其包括以下步驟： 1) 采集公交路網數(shù)據(jù)、公交車輛數(shù)據(jù)和行人數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)； 2) 根據(jù)原始數(shù)據(jù)，在Netlogo軟件中建立公交路網仿真系統(tǒng)； 3) 為公交路網中每一個公交車?？空揪幪?，其編號為i，i= 1，2, 3, ...，M，并為每一公 交車?？空倦S機分配泊位數(shù)，得到一個S行，M列的矩陣，該矩陣中每一行代表一個公交停 靠站泊位數(shù)方案Al，即共S個公交?？空静次粩?shù)方案Al; 4) 針對每一公交?？空静次粩?shù)方案A1，在公交路網仿真系統(tǒng)中對應設置各公交車停 靠站的泊位數(shù)，并經過公交路網仿真系統(tǒng)運行，得到仿真時間內公交專用道上乘客總等車 時間； 5) 針對每一公交?？空静次粩?shù)方案A1，將其對應的乘客總等車時間的倒數(shù)作為適應 度函數(shù)值，采用輪盤賭算法隨機產生一個S行、M列的公交?？空静次粩?shù)方案A2構成的矩 陣； 6) 針對S個公交停靠站泊位數(shù)方案A2,采用兩點交叉算子執(zhí)行遺傳算法交叉操作，得 到一個S行、M列的公交停靠站泊位數(shù)方案A3構成的矩陣； 7) 針對S個公交?？空静次粩?shù)方案A3,采用基本位變異算子執(zhí)行遺傳算法變異操作， 得到一個S行、M列的公交?？空静次粩?shù)方案A4構成的矩陣； 8) 針對每一公交?？空静次粩?shù)方案A4運行公交路網系統(tǒng)，得到對應的乘客總等車時 間，并計算得到各自的適應度函數(shù)值，選取公交?？空静次粩?shù)方案A4的適應度函數(shù)值中最 大的適應度函數(shù)值作為最優(yōu)適應度函數(shù)值，并判斷該最優(yōu)適應度函數(shù)值的變化程度，若最 優(yōu)適應度函數(shù)值的變化程度小于5%，則視為合格，輸出最大的適應度函數(shù)值所對應的公交 ?？空静次粩?shù)方案A4 ;否則，將公交?？空静次粩?shù)方案A4構成的矩陣最為最初的公交?？?站泊位數(shù)方案Al構成的矩陣，返回步驟5)繼續(xù)進行公交?？空静次粩?shù)方案的優(yōu)化，直到得 到合格的公交?？空静次粩?shù)方案為止。
2. 如權利要求1所述的一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法，其特征在于： 所述步驟2)中，公交路網仿真系統(tǒng)包括配置公交路網中道路agent、公交車輛agent、行人 agent的屬性，并對公交車建立跟馳模型，以便模擬公交車之間的跟馳現(xiàn)象；對行人建立乘 客上車時間模型，以便計算乘客上車時間。
3. 如權利要求1所述的一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法，其特征在于： 所述步驟4)中，公交專用道上乘客總等車時間Ct:
其中，％表示仿真時間內的公交車乘客數(shù)量，&表示仿真時間內第j個乘客的等車時 間。
4. 如權利要求2所述的一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法，其特征在于： 所述步驟4)中，公交專用道上乘客總等車時間Ct:
其中，％表示仿真時間內的公交車乘客數(shù)量，&表示仿真時間內第j個乘客的等車時 間。
5. 如權利要求1或2或3或4所述的一種公交專用道上公交停靠站泊位數(shù)確定方法， 其特征在于：所述步驟6)包括以下步驟： ① 隨機選擇兩個公交?？空静次粩?shù)方案A2組成一對； ② 在相互配對的兩個公交停靠站泊位數(shù)方案A2中隨機設置兩個交叉點； ③ 利用隨機數(shù)生成器隨機產生一個數(shù)，若該數(shù)大于執(zhí)行交叉的最小值P。，則交換兩個 公交停靠站泊位數(shù)方案A2在所設定的兩個交叉點之間的部分染色體，得到一個S行、M列 的公交停靠站泊位數(shù)方案A3構成的矩陣；否則，不發(fā)生交換。
6. 如權利要求1或2或3或4所述的一種公交專用道上公交?？空静次粩?shù)確定方法， 其特征在于：所述步驟7)包括以下步驟： ① 隨機數(shù)生成器隨隨機產生一個1至MXS之間的數(shù)字，用來確定公交?？空静次粩?shù)方 案A3構成的矩陣中基因型的變異位置； ② 隨機數(shù)生成器隨機產生一個O?1之間的數(shù)，若大于等于執(zhí)行變異的最小值Pm，則在 基因型的變異位置的泊位數(shù)加1 ;若小于執(zhí)行變異的最小值Pm，則在基因型的變異位置的泊 位數(shù)減1，變異完成后得到公交?？空静次粩?shù)方案A4構成的矩陣。
7. 如權利要求5所述的一種公交專用道上公交停靠站泊位數(shù)確定方法，其特征在于： 所述步驟7)包括以下步驟： ① 隨機數(shù)生成器隨隨機產生一個1至MXS之間的數(shù)字，用來確定公交?？空静次粩?shù)方 案A3構成的矩陣中基因型的變異位置； ② 隨機數(shù)生成器隨機產生一個O?1之間的數(shù)，若大于等于執(zhí)行變異的最小值Pm，則在 基因型的變異位置的泊位數(shù)加1 ;若小于執(zhí)行變異的最小值Pm，則在基因型的變異位置的泊 位數(shù)減1，變異完成后得到公交?？空静次粩?shù)方案A4構成的矩陣。
【文檔編號】G08G1/01GK104464293SQ201410787383
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權日:2014年12月15日
【發(fā)明者】姚寶珍, 王喆, 張明恒, 王帥 申請人:大連理工大學