多车辆机动式辅助客运系统调度问题的研究

摘要

近年来，居民对公共交通出行服务的质量要求日益呈现差异化、一体化和精细化等趋势，以公共交通为主的城市客运交通发展战略将转变为构建具备相应服务水平的城市综合公共交通体系。辅助公共交通系统作为综合公共交通体系的重要有机组成部分，已经越来越引起广泛的关注。本文所讨论的机动式辅助客运系统(Mobility Allowance Shuttle Transit Services，以下简称MAST)是辅助公交系统的一种新型模式。它融合了需求响应公共交通系统的机动性和常规公共交通系统的低成本操作性，通过科学的路径(区域)选择和合理的调度满足乘客在不同地点上下车的需求，大大提高公共交通系统的“门到门”服务水平。目前在MAST系统领域的研究是以单车辆系统为主要研究对象的，但是对于辅助客运系统而言，单车辆系统的服务能力有限，所能够覆盖的服务区域相对较小，而且其调度算法中存在严重影响MAST服务水平的问题。因此有必要在多车辆MAST系统的设计和调度方面进行研究。
　　 本文的核心内容为多车辆MAST系统的调度问题研究。首先，总结了MAST系统产生的背景、相关概念和运行原理，对其理念和运行方式进行了综述；其次，在总结单车辆MAST系统调度模型及其启发式插入算法的基础上，通过合理假设，采用混合整数规划方法改进了多车辆MAST系统调度模型；第三，在研究了单车辆系统插入算法的基础上，针对多车辆系统自身的特点，对不同类型的需求分别修正了启发式插入算法，改进了可行域的概念，提出了适用于多车辆系统调度的启发式插入算法；最后，为了达到服务水平和运营成本的平衡，对多车辆MAST系统最大配车数进行了求解，以优化系统配置。由于目前尚没有投入实际运营的线路可供采集数据，因此本文利用MATLAB软件进行了仿真。仿真结果表明，在仿真实验假设的服务区域内，多车辆MAST系统在服务水平方面具有一定优势。
　　 多车辆MAST系统不仅能够为城市居民出行提供新的选择，而且确助于提升整个城市公共交通系统的服务水平。MAST系统的构建及调度问题研究将为城市辅助客运系统以及城市综合公共交通体系的建立奠定基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1立题背景及研究意义

1.2研究现状

1.2.1新的客运理念和单车辆MAST系统概念的提出

1.2.2单车辆MAST系统相关技术的研究概述

1.2.3问题分析

1.3论文技术路线及研究内容

1.3.1技术路线

1.3.2论文研究内容

第2章 MAST系统概念和运行原理

2.1系统相关概念

2.1.1运行方式及服务区域

2.1.2乘客类型

2.1.3松弛时间

2.2车辆运行原则

2.3条件假设

2.3.1车辆条件假设

2.3.2运行条件假设

2.4应用实例

第3章 多车辆MAST系统调度模型

3.1变量说明

3.2调度模型

第4章 多车辆MAST系统调度模型算法

4.1单车辆系统调度算法总结

4.1.1费用函数

4.1.2插入程序可行性及控制变量

4.2控制变量

4.3算法描述

4.3.1判定插入可行性

4.3.2插入费用函数

4.3.3搜索域

4.3.4插入程序

4.3.5系统变量校正

4.4本章小结

第5章 多车辆MAST系统最大配车数问题

5.1松弛时间的确定

5.1.1单车辆行程时间期望值的确定

5.1.2初始松弛时间的确定

5.2系统服务区域设计

5.3多车辆系统最大配车数Kmax

5.3.1车辆日生产率Mx

5.3.2乘客日周转量Mz

5.3.3理论配车数K’

5.3.4实际最大配车辆Kmax

第6章 仿真分析

6.1仿真概述

6.2仿真模块

6.3仿真结果

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文