本發(fā)明涉及智能公交出行控制，特別涉及基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法。

背景技術(shù)：

1、需求響應(yīng)式智能公交是一種根據(jù)乘客需求動(dòng)態(tài)調(diào)整公交服務(wù)的技術(shù)。與傳統(tǒng)的固定線路和時(shí)刻表的公交模式不同，需求響應(yīng)式系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和算法優(yōu)化來靈活調(diào)度車輛和路線，以提高運(yùn)營效率和乘客滿意度。

2、與傳統(tǒng)的固定線路和時(shí)刻表的公交模式相比，需求響應(yīng)式智能公交具有以下優(yōu)勢：車輛運(yùn)行的路線與站點(diǎn)是根據(jù)乘客的預(yù)約需求動(dòng)態(tài)生成的，接送方式采用即時(shí)接送，且服務(wù)時(shí)間更長，滿足乘客出行需求的靈活性；同時(shí)，車輛只在出現(xiàn)出行需求的情況下才運(yùn)行，能夠有效降低公交運(yùn)營成本，特別適合諸如城市郊區(qū)、外圍新區(qū)、具有顯著潮汐特征的居民聚集區(qū)或商辦聚集區(qū)。

3、因此，如何基于乘客出行需求與車輛運(yùn)行狀態(tài)，通過智能算法生成滿足限制條件的出行需求響應(yīng)方案，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)行車輛狀態(tài)生成車輛調(diào)度方案成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，實(shí)現(xiàn)的目的是能夠以出行需求信息、車輛位置信息、車輛運(yùn)營信息為基礎(chǔ)，綜合考量出行需求響應(yīng)度與響應(yīng)成本后，輸出出行需求響應(yīng)方案，實(shí)現(xiàn)智能公交車輛的調(diào)度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，包括如下步驟：

3、步驟1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，具體為：收集并整理乘客的出行需求信息，及獲取所有在線車輛的實(shí)時(shí)位置信息和運(yùn)營狀態(tài)；

4、步驟2、對于任一空載的在線車輛生成初始線路，具體為：使用dijkstra算法計(jì)算每一所述在線車輛從當(dāng)前位置到所有所述乘客的訂單的起點(diǎn)位置的路徑，并根據(jù)所述路徑的總行程時(shí)間和總行程距離，選擇最優(yōu)的所述路徑作為所述初始線路，并生成相應(yīng)所述在線車輛的后續(xù)站點(diǎn)序列；

5、步驟3、對于任一已載客的所述在線車輛的行駛途中接收到新的所述訂單，判斷新的所述訂單的所述起點(diǎn)位置是否在相應(yīng)的已載客的所述在線車輛的行駛線路上；

6、若新的所述訂單的所述起點(diǎn)位置在相應(yīng)的已載客的所述在線車輛的行駛線路上，則在相應(yīng)的已載客的所述在線車輛的行駛線路上增加停站點(diǎn)，即新的所述訂單的所述起點(diǎn)位置作為新的行駛路線；

7、若新的所述訂單的所述起點(diǎn)位置不在相應(yīng)的已載客的所述在線車輛的行駛線路上，則生成多個(gè)修改后的線路方案，并選出最優(yōu)的所述修改后的線路方案作為新的行駛路線；

8、步驟4、特殊情況處理；

9、步驟5、結(jié)果輸出。

10、優(yōu)選的，所述乘客的出行需求信息包括出發(fā)地、目的地和期望出發(fā)時(shí)間；

11、所述運(yùn)營狀態(tài)包括當(dāng)前乘客數(shù)量、剩余座位數(shù)和電池電量。

12、優(yōu)選的，步驟2具體如下：

13、步驟2.1、當(dāng)接收一批所述訂單時(shí)，對于任一空載的所述在線車輛均根據(jù)當(dāng)前所在位置，及所有所述訂單的起點(diǎn)位置，使用dijkstra算法計(jì)算相應(yīng)所述在線車輛至每一所述訂單的所述起點(diǎn)位置的所述路徑；

14、步驟2.2、計(jì)算每一所述路徑的所述總行程時(shí)間和所述總行程距離，選擇相應(yīng)的所述總行程時(shí)間最短，且相應(yīng)的所述總行程距離最短的路徑作為所述初始線路。

15、更優(yōu)選的，所述總行程時(shí)間的計(jì)算公式如下：

16、

17、其中，ttotal為所述總行程時(shí)間；

18、t(i,i+1)為從站點(diǎn)i到站點(diǎn)i+1的行駛時(shí)間；

19、所述總行程距離的計(jì)算公式如下：

20、

21、其中，dtotal為所述總行程距離；

22、d(i,i+1)為從站點(diǎn)i到站點(diǎn)i+1的行駛距離。

23、優(yōu)選的，生成多個(gè)修改后的線路方案，并選出最優(yōu)的所述修改后的線路方案的步驟如下：

24、步驟3.1、生成多個(gè)修改后的線路方案，具體為：采用dijkstra算法計(jì)算相應(yīng)的已載客的所述在線車輛至新的所述訂單的所述起點(diǎn)位置的最短路徑，并生成多條所述修改后的線路方案；

25、步驟3.2、評估所有所述修改后的線路方案，計(jì)算每一所述修改后的線路方案的所述總行程時(shí)間、空駛率和乘客滿意度；

26、步驟3.3、將相應(yīng)的所述總行程時(shí)間最低，所述空駛率最低，所述乘客滿意度最高的所述修改后的線路方案作為最優(yōu)的所述修改后的線路方案。

27、更優(yōu)選的，所述空駛率的計(jì)算公式如下：

28、

29、其中，rempty為空駛率；

30、d(i,i+1)為從站點(diǎn)i到站點(diǎn)i+1的行駛距離；

31、load(i,i+1)為從站點(diǎn)i到站點(diǎn)i+1的載客比例；

32、所述乘客滿意度的計(jì)算公式如下：

33、

34、其中，spassenger為所述乘客滿意度；

35、wk為乘客k的權(quán)重；

36、tarrivalk為相應(yīng)所述在線車輛的實(shí)際到達(dá)時(shí)間；

37、texpected,k為乘客k的期望到達(dá)時(shí)間；

38、m為乘客的數(shù)量；

39、最優(yōu)的所述修改后的線路方案的評估公式如下：

40、f＝αttotal+βrempty+γspassenger；

41、其中，α、β和γ分別為所述總行程時(shí)間、所述空駛率和所述乘客滿意度的重要性權(quán)重值。

42、優(yōu)選的，在步驟4中，若任意所述在線車輛出現(xiàn)滿載、電池電量不足或故障，無法服務(wù)動(dòng)態(tài)新增的新的所述訂單排班至其余所述在線車輛，且優(yōu)先選擇最近且有空余座位的另一所述在線車輛。

43、優(yōu)選的，生成相應(yīng)所述在線車輛的后續(xù)站點(diǎn)序列和行駛路徑，并計(jì)算每個(gè)乘客的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間和等待時(shí)間，生成智能車輛調(diào)度方案。

44、本發(fā)明的有益效果：

45、本發(fā)明以出行需求信息、車輛位置信息、車輛運(yùn)營信息為基礎(chǔ)，綜合考量出行需求響應(yīng)度與響應(yīng)成本后，輸出出行需求響應(yīng)方案，實(shí)現(xiàn)智能公交車輛的調(diào)度。

46、本發(fā)明的應(yīng)用能夠解決傳統(tǒng)公交線路定線定班運(yùn)行模式下，對出行需求的響應(yīng)存在不匹配性與滯后性的問題。

47、本發(fā)明兼顧出行需求響應(yīng)的運(yùn)營成本，在出行需求響應(yīng)度與響應(yīng)成本兩個(gè)方面提供綜合考量方法，為智能公交運(yùn)營提升服務(wù)質(zhì)量與降本增效等方面提供技術(shù)支撐。

48、以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

技術(shù)特征：

1.基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法；其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，所述乘客的出行需求信息包括出發(fā)地、目的地和期望出發(fā)時(shí)間；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，步驟2具體如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，所述總行程時(shí)間的計(jì)算公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，生成多個(gè)修改后的線路方案，并選出最優(yōu)的所述修改后的線路方案的步驟如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，所述空駛率的計(jì)算公式如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，在步驟4中，若任意所述在線車輛出現(xiàn)滿載、電池電量不足或故障，無法服務(wù)動(dòng)態(tài)新增的新的所述訂單排班至其余所述在線車輛，且優(yōu)先選擇最近且有空余座位的另一所述在線車輛。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，其特征在于，在步驟5中，生成相應(yīng)所述在線車輛的后續(xù)站點(diǎn)序列和行駛路徑，并計(jì)算每個(gè)乘客的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間和等待時(shí)間，生成智能車輛調(diào)度方案。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于需求動(dòng)態(tài)響應(yīng)的智能公交出行控制方法，包括如下步驟：1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，收集并整理乘客的出行需求信息，及獲取所有在線車輛的實(shí)時(shí)位置信息和運(yùn)營狀態(tài)；2、對于任一空載的在線車輛生成初始線路使用Dijkstra算法計(jì)算每一在線車輛從當(dāng)前位置到所有乘客的訂單的起點(diǎn)位置的路徑，并根據(jù)路徑的總行程時(shí)間和總行程距離，選擇最優(yōu)的路徑作為初始線路，并生成相應(yīng)在線車輛的后續(xù)站點(diǎn)序列；3、對于任一已載客的在線車輛的行駛途中接收到新的訂單，判斷新的訂單的起點(diǎn)位置是否在相應(yīng)的已載客的在線車輛的行駛線路上，并根據(jù)不同情況生成新的行駛路線；4、特殊情況處理；5、結(jié)果輸出。本發(fā)明應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了智能公交車輛的調(diào)度。

技術(shù)研發(fā)人員：潘雨詩,董志國,蔡偉崙
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15