基于数据包络分析的常规公交站间调度效率优化研究

作     者：向一擘 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张瑾;姜耀维

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：城市交通 常规公交 运行时间规划 数据包络分析 遗传算法 

摘      要：随着城市交通承载力与居民出行需求间矛盾愈演愈烈,公共交通由于其高效、环保等优势逐渐成为解决城市交通问题的良策。城市常规公交在城市核心区道路上仍然负担着大批量乘客的出行服务需求,但由于调度手段与运营模式的限制而有逐渐成为居民出行的备选交通方式的趋势。为提高常规公交调度效率,以往针对调度优化的研究着眼于公交发车时刻表及线路选择,对每次途经站点的站间调度过程讨论较少,这也为本文优化公交调度效率提供了新的视角。本文开展了对常规公交站间调度效率优化研究,以全程车运营模式为研究对象,采用数据包络分析（DEA,Data Envelopment Analysis）效率评估方法,以系统效率最优为目标寻找常规公交最优站间运行时间计划。具体的工作如下:（1）本文将常规公交服务过程总结为“消耗投入—获得产出的生产过程。常规公交的服务效果主要由“设施投入规模、线网布局结构与线路客运服务三类指标进行评价。从公共运输绩效角度看,公交服务的效果与运输投入和产出资源间的利用效率直接相关。因此,常规公交的服务过程,可以视为“投入基础设施与线网规划,获得经济与满意度收益的生产过程。（2）本文利用数据包络分析模型,测度常规公交站间调度效率。在分析每次公交车到站各项指标变化的前提下,以“站点车辆数、站间运行时间为投入,以“服务乘客数、满载率适宜度作为产出构建效率评价指标体系。根据前沿面相关理论,将数据包络分析结果中各项指标赋予了在公交站间调度过程中的实际意义,并通过实例验证展示数据包络分析获取上述指标时空间分布特征的能力。（3）为实现常规公交站间调度效率优化,将公交车站间运行过程在时空网络中进行了描述,并籍此建立了“时间-站点的二元时空网络模型。在构建以系统效率最优为目标的非线性整数规划模型的基础上,为加快求解速度,对缩小解空间、初始解生成及派车规模上下界进行了讨论。实例结果证明,不同车队规模条件下站间运行时间的寻优能使相同发车时间条件下的调度协调性平均提高17.63%;与实际运行计划进行对比,优化后的行车计划比实际计划调度协调性平均提高7.02%,验证了站间调度优化对效率提高的有效性。