(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210913339.5 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 郑亮　陶志雄　刘鹏杰　 (74)专利代理 机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 专利代理师 熊开兰 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01)G06N 7/00(2006.01) (54)发明名称 面向多线路公交动态时刻表协同仿真优化 方法、 设备及 介质 (57)摘要 本发明公开了一种面向多线路公交动态时 刻表协同仿真优化方法、 设备及介质， 方法包括： 从多条公交线路的历史运营数据中提取所有站 点的客流分布 规律； 考虑站间随机行程时间和车 辆满载率， 构建以最小化所有站点乘 客总候车时 间为目标的动态发车时刻 表优化模 型， 其待优化 变量包括所有线路相邻车次的发车间隔； 根据各 站点客流分布 规律， 对优化模型中的所有站点乘 客总候车时间进行仿真计算； 将 仿真计算结果作 为适应度值进行优化算法的迭代； 若达到迭代终 止条件， 则生成最优时刻表方案。 本发明能够根 据多条公交线路历史客流到达规律仿真优化出 满足乘客在换乘站点处协同换乘需求且保持乘 车舒适度的公交动态发车时刻 表， 从而改善公交 服务质量。 权利要求书4页 说明书11页 附图3页 CN 115481777 A 2022.12.16 CN 115481777 A 1.一种面向多 线路公交动态时刻表 协同仿真优化方法， 其特 征在于， 包括： S1， 对多条公交线路的历史运营 数据进行处 理， 提取所有公交站点的客 流分布规 律； S2， 考虑站间随机行程时间和车辆满载率， 构建以最小化所有站点乘客总候车时间为 目标的动态发车时刻表优化模型， 其待优化变量包括所有线路的相邻车次之间的发车间 隔； S3， 根据各站点的客流分布规律， 对优化模型中的所有站点乘客总候车时间进行仿真 计算； S4， 以所有线路的相邻车次之间的发车间隔为待优化变量， 将仿真计算结果作为适应 度值， 进行优化 算法的迭代； S5， 判断是否达到迭代终止条件： 若达到迭代终止条件， 则生成最优时刻表方案； 否则 返回步骤S3 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 公交线路的历史运营数据包括： 公交站点 位置信息、 公交线路信息、 公交GP S轨迹数据、 乘客刷卡数据。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于所有站点乘客总候车时间包括： 所有非换乘 站点的乘客 候车时间、 所有换乘 站点的乘客换乘等待时间与非换乘 乘客的候车时间。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述动态发车时刻表优化模型为： s.t 式中， l表示发车时刻表待优化的任意公交线路， r为公交线路的数量， a,b为公交线路 中的任意两条； j表示公交线路的任意车次， ml表示线路l在优化周期内的总发车次数； i表权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115481777 A 2示任意站点， nl表示线路l的单向站点总数； Kab表示两条线路a,b之间的换乘站点集， 表示两条线路a,b之间的换乘站点总数， k表示线路中的任 意一个换乘站点； 表示线路l的车次j到达任意非换乘站点i的时刻， fli(t)表示线路l在 站点i的乘客随时间到达的分布规律， 即客流分布规律； 表示线路l的车次j到达任意非 换 乘 站 点 i 后 的 滞 站 乘 客 数 量 ；N O 表 示 到 达 换 乘 站 点 k 处 的 车 辆 次 序 ， 分别为在换乘站点k处等待线路a上车辆的滞站乘客数 量、 非滞站乘客数量、 滞站乘客的额外候车时间、 所有乘客正常的候车时间 ， 分别为在换乘站点k处等待线路b上车辆的滞站乘客数 量、 非滞站乘客数量、 滞站乘客的额外 候车时间、 所有乘客正常的候 车时间； 逻 辑变量δab＝1 表示线路a,b之间存在换乘 站点， 否则 δab＝0； 表示线路l的车次j与车次j+1之间的发车间隔， 为待优化变量； 表示线路l的车次j到达站点i的松弛时间， 定义 的取值范围； S表示公 交站点集， L表示公交线路集， J表示线路发车车次集； 表示线路l的首发时刻， C表示优化 周期， 表示线路l在某时段内的最大断面客流量， Ql,v表示线路l上车辆的额定载客量， μl表示线路l的车辆计划满载率； 为线路l任意车次之间的发车间隔区间； N*表示 正整数。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 步骤S3的仿真计算方法为： (1)计算非换乘 站点的乘客 候车时间： 计算车辆到达任意站点i时下车的乘客数量及乘客下车后车内剩余载客量； 更新计算 在乘客上 车后非换乘 站点处的滞站 乘客数量、 车内剩余载客 量和乘客 候车时间； (2)计算换乘 站点的乘客 候车时间： 生成换乘站点k处的车辆到达次序时间表Order_k； 计算线路a,b上的车辆在站点k处的 乘客平均换乘比率 和 根据Order_k中第NO个元素对应的到站车辆类别， 更新计算换乘 站点k处的 和 (3)求和计算所有 线路所有车次到 达各自所有站点的乘客 候车时间。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述更新计算在乘客上车后非换乘站点处 的滞站乘客数量、 车内剩余载客 量和乘客 候车时间， 具体分以下三种情况计算更新： 当 时： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115481777 A 3