一种基于站点停靠能力的公交线网布设方法   0    0

本发明主要提供了一种基于站点停靠能力的公交线网布设方法，主要包括构建公交线网优化模型以及其求解算法，公交线网优化模型以直达客流密度最大和出行时间最少、公交企业运营成本最少为目标，考虑公交网络的拓扑结构、非直线系数等现实约束因素，其求解算法是一种协作蚁群算法，定义解的构建规则、信息素、启发式信息和选择策略等。本发明针对居民出行时空分布的不均衡性，结合实际道路拓扑结构，在满足线路长度、非直线系数、覆盖率等因素基础上，需要通过对公交线网进行必要的优化调整以满足出行需求，即方便了居民出行，又节省公交运营成本。

1.一种基于站点停靠能力的公交线网布设方法，其特征在于：包括构建公交线网选址优化模型以及求解公交线网优化模型的协作蚁群算法，所述构建公交线网选址优化模型包括输入、输出、目标和约束条件；协作蚁群算法包括解的构建规则、信息素、启发式信息和选择策略，其中构建公交线网优化模型建立包括以下步骤：
A、确定模型的输入数据准备及其符号变量，包括：n为站点的总数，对任意站点i，yi表示它的泊位数，ΔTi和Qi表示车辆在该站点的等车时间和排队长度；m为线路的条数，对任意线路k，Lk和dk分别表示线路的长度和起讫点间直线距离；δi，j、di，j和vi，j分别表示站点i和站点j之间是否有线路途经以及它们的距离和车辆行驶速度，其中： odi，j表示
站点i和站点j之间的居民出行量，他们选择线路k出行的比例为
其中： 表示线路k从站点i至站点j的运行时间，通过 计算获取；
表示线路k在站点i的断面流量，它的平均断面流量为
c1和c2是车公里成本和线路单位建设成本，γ是公交车的载客能
力；A是一个常数；
B、输出数据及其决策变量， 表示线路k从站点i至站点j；
C、确定模型的多目标函数，以直达客流密度最大和出行时间最少、公交企业运营成本最少为目标，即：
D、确定模型的8个约束条件，其中： 表示公交网络拓扑结构约束；
确保每条线路的长度在[Lmin，Lmax]范围内；Lk/dk≤l表示
每条线路的非直线系数小于一定值l； 表示公交线网的重复系数不大于固定值R；
限 制 线路 断 面客 流不 均 匀系 数 在[ qm i n ，qm a x] 内 ；
控制换乘客流的比例； 表示车辆在公
交站的排队长度小于Q；
表示车辆在公交站的等车时间小于T；
其中， 是站点i的所有泊位空闲的概率， 是
服务强度， 和μi为站点的车辆达到率和服务水平。

2.根据权利要求1所述的基于站点停靠能力的公交线网布设方法，其特征在于：在构建问题的解过程中，每只蚂蚁通过标记相应访问过的顶点召唤伙伴帮忙，若一只蚂蚁响应另一只蚂蚁呼唤在被标记的路径行走，两个蚂蚁变成一个“大蚂蚁”，协作构建一个更多站点的线路，根据算法思想，多只蚂蚁协作构建一个公交线网，主要步骤如下：
步骤1：设置初始蚂蚁集合M大小，随机将第k′只蚂蚁初始放置在公交线网GC的不同起讫站点 上，令构建其对应线路为Tk′＝{i}；
步骤2：对蚂蚁 的当前访问站点 查找下一站点集合 从
中选择某站点h，若 z′≠k′使h∈Tz′成立，设置M＝M-{z′}和Tk′＝Tk′∪Tz，两个蚂蚁的路径合并；否则，设置Tk′＝Tk′∪{h}，转至步骤3；
步骤3：若k′只蚂蚁构建的路线Tk′途经起讫站点，检查它是否遵从所有约束条件，转至步骤4，否则，转至步骤2；
步骤4：当所有蚂蚁构建的路线Tk均途经起讫站点，检查它是否遵从所有约束，转至步骤
2；否则，输出结果，算法终止。

3.根据权利要求2所述的基于站点停靠能力的公交线网布设方法，其特征在于：在构建问题的解过程中，τij代表某线路在途经站点i后紧接着访问下一个站点j的期望度；
表示站点j被某线路在途经
当前站点ψ(i)后紧接着访问的代价，包括该线路已经或潜在的途经站点之间客流出行距离，优先选择直达客流密度较少的相应站点。

4.根据权利要求3所述的基于站点停靠能力的公交线网布设方法，其特征在于：在构建问题的解过程中，蚂蚁k构建问题的解，依据 的伪随机
比例规则选择线路在途经当前站点ψ(i)后紧接着访问的站点j，其中α和β分别是信息素和启发式信息的相对影响力。