(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111454418.6 (22)申请日 2021.12.02 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113849989 A (43)申请公布日 2021.12.28 (73)专利权人 广东工业大 学 地址 510062 广东省广州市越秀区东 风东 路729号 (72)发明人 傅惠　黄鑫凯　王叶飞　 (74)专利代理 机构 广东广信君达律师事务所 44329 代理人 戴绪霖 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/30(2012.01)(56)对比文件 潘福全等.基 于限时免费换乘的公交线网优 化模型与求 解算法. 《科 学技术与工程》 .2016, (第02期), 明洁等.多 模式公交 组合调度优化模型. 《计 算机科学》 .2015,(第09期), 严海等.基 于实时信息的公交运行速度控制 策略与算法研究. 《交通 运输系统工程与信息》 .2018,(第04期), 审查员 王慧敏 (54)发明名称 一种公交线网仿真系统 (57)摘要 本发明公开了一种公交线网仿 真系统， 利用 对象模型以及仿真动态模型实现公交线网仿真； 所述对象模型用于为仿真动态模型提供多元仿 真对象， 对象模型包括五个对象类： 区域类、 线路 类、 站点类、 乘客类、 车辆类； 仿真动态模型包括 四个子算法： 始发站算法、 站间运行算法、 中间站 算法以及终点站算法； 所述四个子算法根据基于 对象模型中各对象类统得到的参数信息作为输 入参数， 所述四个子算法的输出为公交系统运行 性能指标。 本发明能够应用于公交调度计划评 估、 公交线网调整评估与公交应急管理等方面， 为城市公交系统的建立打下 坚实的基础。 权利要求书3页 说明书8页 附图7页 CN 113849989 B 2022.03.11 CN 113849989 B 1.一种公交线网仿真系统， 其特征在于， 所述系统利用对象模型以及仿真动态模型实 现公交线网仿真； 所述对象模型用于为仿真动态模型提供多元仿真对象， 对象模型包括五个对象类： 区 域类、 线路类、 站点类、 乘客类、 车辆类； 仿 真动态模型包括四个子算法： 始发站 算法、 站间运 行算法、 中间站算法以及终点站算法； 所述四个子算法根据基于对 象模型中各对 象类得到 的参数信息作为输入参数， 所述四个子算法的输出为公交系统运行性能指标； 所述对象模型中： 区域类： 指站点之间的区域， 描述了区域之间的公交车辆行程时间规 律； 线路类： 指各 条线路的信息， 存 储了线路的设施和调度信息， 包括站点、 调度； 站点类： 指各个站点的信息， 存 储了站点的基础信息和在站车辆的状态； 乘客类： 指每 个独立的乘客， 包 含了乘客每天的出 行链信息； 车辆类： 指每 个运营的车辆， 包 含了车辆的运行状态和车内的乘客信息； 所述仿真系统的仿真流 程如下： Step1， 仿真初始化， 根据对象模型中的五大类的统计得来的参数信息输入仿真中进行 初始化； Step2， 仿真启动， 执行仿真动态模型中的始发站算法， 线路检查当前是否有需要发车 的线路； Step3， 检查站点中等待区的车辆是否线路编号、 运行方向与所需发车线路及方向相 同； Step4， 当所有条件匹配时， 开始 发车， 将线路运行信息传入车辆类， 并改变车辆状态进 入工作状态； Step5， 执行中间站算法以及终点站算法， 车辆进行判断流程， 判断站点等待区车辆是 否进入站点以及车辆是否 离开站点， 进行进出站及等待流 程； Step6， 执行中间站算法以及终点站算法， 乘客进行判断流程， 判断接下来是否有后续 旅程以及当前车辆是否可以完成后续旅程， 如 存在后续旅程且当前车辆不能完成后续旅程 则进行上下车以及换乘流 程； Step7， 仿真结束， 记录 仿真对象模型中的各类的输出 结果。 2.根据权利要求1所述的公交线网仿真系统， 其特征在于， 所述区域类中， 所述的公交 车辆行程时间规 律运用大数据处理技术进行分析， 包括： Step1， 根据公交车的进出站时间表， 计算每辆公交车通过站点的实际时间； Step2， 以设定的统计间隔， 计算统计间隔内的每辆公交车通过 时的站间公交车密度和 公交车平均速度； Step3， 检视全天通过站点的数据， 得到公交车的最大密度和最小密度， 若全天仅有一 条数据则将最大值*1.1扩大， 并根据最大值 最小值划分多个等间隔密度区间； Step4， 根据站间所有数据的密度， 将所有数据放入对应的密度区间内， 并统计各密度 区间内的速度均值和方差； Step5， 检视各区间， 如果数据为空， 则进行 数据补全。 3.根据权利要求1所述的公交线网仿真系统， 其特征在于， 所述五个对象类中， 各个类 之间的通讯步骤 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113849989 B 2Step1， 各条线路通过自身 的发车时刻表和配车方案， 将数据传入线路类， 线路类根据 发车时刻表将车辆调度的指令发送到车辆类； Step2， 车辆类将所有车辆的位置信息发送到区域类， 区域类首先根据本区域内的车辆 数计算密度值； Step3， 区域类根据公交车历史数据计算该区域车辆速度范围， 并将速度范围发送给车 辆类， 车辆类根据速度范围随机生成运行速度； Step4， 车辆类根据每个步长更新的速度， 更新车辆位置， 若已到达站点范围， 则车辆进 入站点类； Step5， 车辆进入站点之后， 乘客类中目的地站点与所到达站点为同一站点时， 该部分 乘客类下 车； Step6， 乘客类判断该 车辆后序站点是否包括目的地站点， 若符合判断条件， 乘客上 车； Step7， 在完成乘客上 下车动作之后， 车辆类离开站点类； Step8， 线路类根据始发站中的车辆调整实际的发车计划， 若出现无车可发时， 则调整 时刻表。 4.根据权利要求1所述的公交线网仿真系统， 其特 征在于， 所述始发站算法包括： Step1， 线路类首先根据线路本身的发车时刻表判断是否在该时刻需要发车， 如果需要 发车再判断站场内是否有等待车辆， 如果有车 可发则执 行计划， 无 车可发则调整发车计划； Step2， 确定需要执行发车计划之后， 车辆等待进入首发站， 此时站点类判断站点是否 有剩余空间容纳新的车辆进入， 若有剩余空间， 则车辆进入首发站， 若没有剩余空间， 车辆 则原地等待； Step3， 乘客类根据到达时间出现在始发站点， 其状态更改为等待上车， 并将状态为等 待上车的乘客投入站点 候车乘客 集合； Step4， 乘客根据车辆类的车辆运行状态中前序站点信息判断是否包含自己目标的下 车站点， 若不相同， 则原地等待， 若相同， 则等待上车， 在上车时， 车辆类判断车辆容量是否 达到最大限制， 若没达 到最大限制， 则乘客继续上 车， 反之乘客停止上 车等待下班车； Step5， 车辆根据上下车人数计算停站时间， 当仿真时间等于进站时间+停站时间时， 则 车辆放行， 并改变车辆状态为 正在运行。 5.根据权利要求1所述的公交线网仿真系统， 其特 征在于， 所述站间运行算法包括： Step1， 区域类根据该 区域范围内从始发站和中间站出发的不同线路的公交车辆， 根据 统计总数和区域的路段总长度计算区域的公交车密度； Step2， 根据区域历史数据分析处理得到的行程时间规律以及现有的区域公交车密度 得到公交车在该区域的运行速度范围； Step3， 在区域内的各辆公交车根据 给定的速度范围随机生成速度， 并根据速度和仿真 步长更新车辆的位置， 若车辆的位置到达下一个站点时， 触发中间站算法流程， 若还没到 时， 在下个仿真步长时继续更新车辆位置 。 6.根据权利要求1所述的公交线网仿真系统， 其特 征在于， 所述中间站算法包括： Step1， 根据已经到达站点的车辆， 站点类判断站点内是否有空余位置留给车辆进站， 若有空位置， 则车辆进入站 点， 反之则车辆在站前等待入场， 等待队伍按照 “先到先入 ”的排 队规则；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113849989 B 3