基于运行可靠性的公交调度控制研究

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1、隶．初大·磐博士学位论文基于运行可靠性的公交调度控制研究RESEARCHONTHESCHEDULINGCONTROLOFBUSTRANSITSYSTEMBASEDONTHEOPERATIONALRELIABILITYJIIIIIIIIIIIIIIIIlUlY2272837ADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYⅧYa—danSupervisedbyProf．GUOXiu—chengSchoolofTransportationSoutheas

2、tUniversityOctober2012东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：罗耻日期：耻东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文

3、档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师护12-PⅦ摘要公交运行可靠性是公交用户出行方式选择时考虑的关键服务质量因素。基于运行可靠性的公交调度控制研究，可以为调度人员采取调度控制策略时提供技术支撑；并为政府管理部门提供监控和考核的指标体系；以及公交线网、信号优先、专用道等的设计实施提供决策支持依据，是实现服务引导型常规公交系统建设的重要方面，具有理论价值和实践意义。论文以公交线网系

4、统和单条线路上的公交车辆运行为研究对象，提出了公交线网运行可靠性和公交线路运行可靠性的定义。分析了基于运行可靠性的公交调度控制机理，内容包括网络设计层和线路控制层，线路控制层又进一步细分为计划时刻表设计时对运行不可靠的处理和运行过程中对运行不可靠的纠正两个阶段。具有存在互反馈过程、多维控制、以AVL(AutomaticVehicleLocation，简称AVL)系统的信息采集技术为基础等特征，并具体分析了基于运行可靠性的公交调度控制的要素、内容、及作用规则。介绍了AVL系统及可获取的数据的新特性，基于系统的能观测性理论，构建了公交线网运行可靠性及公交线路运行可靠性评价指

5、标体系。公交线网运行可靠性的评价考虑关键站点处换乘可靠性和O—D点对间运行时间可靠性两个方面；公交线路运行可靠性的评价类型则分为运行时间分析、车头时距分析、准时分析三个方面。考虑运行时间的随机性，提出了借用鲁棒型结构的目标函数，反映公交企业对运营成本波动的风险规避，并引入需求满足比例约束和O．D点对问运行时间可靠性约束。采用基于模拟退火的算法进行求解。候选线路集的生成采用带有约束的舡最短路径法，备选公交线网方案生成时提出了乘客初始路径集、乘客考虑路径集、乘客可选路径集等三个乘客路径集的概念，需求分配过程则基于Probit的出行路径选择概率计算。考虑驾驶员在两个时间控制点

6、之间的恢复行为和随机运行时间，以所有时间控制点处的时刻表偏差的总惩罚成本(包括均值项和平均绝对偏差项)最小为目标函数，构建了公交线路计划时刻表设计的鲁棒优化模型。采用蒙特卡罗法生成模型中的各随机变量的一组样本，将含平均绝对偏差的公交线路计划时刻表设计的鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划问题进行求解。并探讨了关键站点处多条公交线路计划时刻表的协同。分别构建了中途越站和首站放车调度控制策略的非线性0-1规划模型。当站点间行驶时间服从随机分布时，提出含蒙特卡罗法的遗传算法对中途越站调度控制进行求解。对于放车调度控制的优化模型，采用基于蒙特卡罗过程的枚举算法求解。关键词：常规公

7、交；运行可靠性；调度控制；自动车辆定位系统数据ABSTRACTTheoperatonalreliabilityisthekeyindicatorofbusservicequalitythatpassengersconsiderwhenmakingtravllingmodechoices．Itisofgreatsignificancefortheoperationefficiencyofbusoperators，andisalsoanimportantaspectoftheconstructionoftheservice—orientedb