一种灵活公交动静态协同调度方法

1.本发明涉及灵活公交和互联网领域，尤其是涉及一种灵活公交动静态协同调度方法。


背景技术：

2.根据服务模式的不同，城市公共交通系统大致可分为常规公共交通和需求响应型公共交通两大类。常规公交按照固定线路固定时刻表的方式运行，可以为乘客提供稳定的出行服务，在高客流区域(如住宅区、办公区等)运行良好。但是在低客流区域(如郊区、工业园区等)，如果发车频率较高，公交车空驶现象严重，满载率低，运营成本高；如果发车频率较低，则乘客等待时间长。灵活公交作为需求响应型公共交通的一种，既可以按固定线路行驶或在固定站点停靠，也可以通过变更线路或者停靠站点按需提供出行服务，减少行程时间，降低运营成本。
3.现有灵活公交调度的研究可分为静态调度、动态调度与动静态两阶段调度三类。两阶段调度研究一般为第一阶段针对预约需求，求解静态调度模型，确定车辆行车路线与时刻表；第二阶段在第一阶段的基础上求解动态调度模型，响应实时需求。动态和静态阶段相对独立，在静态阶段中缺少对后续实时请求分布情况的考虑，实时请求响应率低，缺少对灵活公交动静态协同调度的研究。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了提供一种灵活公交动静态协同调度方法，根据历史需求与预约需求，通过设计跳站路线与灵活的时刻表，优化灵活公交静态调度方案，在此基础上动态调整跳站路线与时刻表，响应实时需求，减少乘客出行时间，降低公交运营成本。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种灵活公交动静态协同调度方法，包括以下步骤：
7.获取并统计公交线路各站点的历史请求数据，计算各站点各时段出现实时请求的概率；
8.设计预约时间窗，通过网络平台聚集截止时间之前的用户预约请求；
9.根据各站点各时段出现实时请求的概率与用户预约请求，建立并求解灵活公交静态调度模型，确定灵活公交的跳站路线与到达、驶离、经停各站点的时间，得到灵活公交初始调度计划；
10.反馈给用户预约请求匹配结果，并指示公交车执行初始调度计划；
11.在截止时间之后，实时获取用户动态请求，建立并求解灵活公交动态调度模型，更新灵活公交的跳站路线与到达、驶离、经停各站点的时间，得到更新后的调度计划；
12.反馈给用户实时请求匹配结果，并指示公交车执行更新后的调度计划。
13.所述各站点各时段出现实时请求的概率为：
[0014][0015]
式中，b为公交站点集合；t为一天内划分的时段集合；为站点vi在t时段实时请求的数量。
[0016]
所述预约时间窗是为用户提供的可选择的接乘时段，包括最早接乘时间与最晚接乘时间。
[0017]
所述用户预约请求包括每位用户选择的接乘时间窗、接乘站点与送达站点信息。
[0018]
所述灵活公交静态调度模型综合考虑包括用户行程时间、车辆行程时间、车辆载客量在内的因素建立约束，所述灵活公交动态调度模型综合考虑包括车内用户与计划乘车用户的时间、车辆载客量在内的因素建立约束。
[0019]
所述请求匹配结果包括请求是否会被服务、被分配乘坐的公交车编号以及公交车预计接乘时间。
[0020]
为实现收益最大化，所述灵活公交静态调度模型的目标函数为：
[0021]
max(c1+c
2-c
3-c4)
[0022]
式中，c1为服务预期实时请求的收益，c2为服务预约请求的收益，c3为车辆运行成本，c4乘客行程时间成本；
[0023][0024][0025][0026][0027]
式中，v为公交站点集合；k为公交车集合；r
wa
为待处理的预约请求集合；为决策变量，表示车辆k在站点i的停站时长；为决策变量，表示车辆k是否服务订单r，服务为1，不服务为0；为决策变量，表示车辆k是否经过路段(vi,vj)；α为单位服务收益，β为单位车辆行程时间成本；γ为单位乘客行程时间成本；t
p
为统计站点请求概率的时段长度；pi为站点i在t时段出现实时请求的概率；为站点i的实时请求的数量；d
ij
为公交车从站点i到站点j的行程时间；sr为乘客r的预期行程时间，er为乘客r接乘站点与送达站点之间的公交直达行程时间。
[0028]
所述灵活公交静态调度模型满足以下约束：
[0029]
a1)每个订单最多只能由一辆公交车服务：
[0030][0031]
a2)时间约束：
[0032]
a21)公交车到达接乘站点的时间在乘客预约时间窗范围内：
[0033][0034][0035]
a22)公交车停站时长为公交车离站时间与到站时间之差：
[0036][0037]
a23)限定公交车停站时长应满足服务乘客上下车所用时间：
[0038][0039]
a24)如果公交车跳过站点i，则停站时间为0，且停站时间均小于最大值：
[0040][0041]
a25)如果车辆经过路段(vi,vj)，车辆到达vj站点的时间应大于驶离vi站点的时间与路段行程时间之和：
[0042][0043]
a3)容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座：
[0044][0045][0046]
a4)流平衡，表示除了始发站与终点站，车辆k到达站点vi后需要驶离：
[0047][0048][0049]
a5)限制公交车一定到达有乘客上下车的站点：
[0050][0051]
a6)公交车单向行驶约束：
[0052][0053]
a7)变量约束：
[0054][0055]
[0056]
式中，r为请求集合；v
rp
为请求r∈r的接乘站点集合，v
rd
为请求r∈r的送达站点集合；为决策变量，表示车辆k到达站点vi的时间；为决策变量，表示车辆k驶离站点vi的时间；为车辆k到达站点i时车内乘客数量；为在站点i上车的乘客数；为在站点i下车的乘客数；capk为车辆k的最大载客量；为乘客预约时间窗的最早接乘时间，为乘客预约时间窗的最晚接乘时间；a
ser
为单位服务时间；s
max
为最长停站时间；m为预配置的大值常数。
[0057]
为实现收益最大化，所述灵活公交动态调度模型的目标函数为：
[0058]
max(c
5-c6)
[0059]
式中，c5为服务实时请求的收益，c6为服务实时请求增加的车辆行程时间成本；
[0060][0061][0062]
式中，r
we
为待处理的实时请求集合；du为触发时尚未经过的站点间行程时间。
[0063]
所述灵活公交动态调度模型满足以下约束：
[0064]
b1)每个订单最多只能由一辆公交车服务：
[0065][0066]
b2)时间约束：
[0067]
b21)针对待处理的实时请求，限定公交车到达接乘站点的时间在用户期望乘车时间范围内：
[0068][0069]
b22)针对计划服务的实时请求，公交车到达接乘站点的时间不能超过乘客在站点的最大等待时间：
[0070][0071]
b23)针对计划服务的预约请求，分别约束公交车到达接乘站点的时间不能超过乘客在站点的最大等待时间，驶离接乘站点的时间不能早于车辆计划到达站点的时间：
[0072][0073][0074]
b24)公交车到达送达站点的时间不能超过乘客的最大延误时间：
[0075][0076]
b25)计算公交车的停站时间：
[0077]
[0078]
b26)车辆的停站时间应该满足每个乘客的上车下车所用时间：
[0079][0080]
b27)限定公交车停站时间的最大值与最小值：
[0081][0082]
b28)如果车辆经过路段(vi,vj)，车辆到达vj站点的时间应大于驶离vi站点的时间与路段行程时间之和：
[0083][0084]
b3)容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座：
[0085][0086][0087]
b4)流平衡，表示除了始发站与终点站，车辆k到达站点vi后需要驶离：
[0088][0089][0090]
b5)限制公交车一定经过有乘客上下车的站点：
[0091][0092]
b6)尚未经过站点集合中的第一个站点，到站时间与容量与上次更新方案一致：
[0093][0094][0095]
b7)变量约束：
[0096][0097][0098][0099]
式中，r
sa
为计划服务的预约请求集合；r
se
为计划服务的实时请求集合；v
p
为已经经过的站点集合；vu为尚未经过的站点集合；为决策变量，表示车辆k到达站点vi的时间；为决策变量，表示车辆k驶离站点vi的时间；为决策变量，表示车辆k在站点vi的停站时间；为实时请求用户的期望乘车时间；为反馈给实时用户的公交车到达接乘站点的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k到达站点vi的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k驶离站点vi的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k在站点vi的停站时间；s
amax
为预
约请求乘客最大候车时间；s
delay
为公交车最长停站时间；s
emax
为实时请求乘客最大候车时间；为上次更新方案中车辆k到达站点vi的时间；为上次更新方案中车辆k到达站点vi时的车内乘客数。
[0100]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0101]
(1)与常规公交相比，本发明根据出行需求密度设计预约时间窗，基于用户个性化的出行需求，设计灵活的跳站路线与时刻表并动态更新，能够在低客流区域与非高峰时段，减少不必要的行驶里程，避免空驶与满载率较低的情况，提高服务质量，降低运营成本。
[0102]
(2)与现有技术相比，本发明将灵活公交静态调度与动态调度有机结合，在静态调度中通过加入实时请求出现的概率，将动态阶段出现实时请求可能性较大的站点纳入考虑，增加相应站点停站时间，有利于提高实时请求接受率。
附图说明
[0103]
图1为本发明的方法流程图；
[0104]
图2为本发明一种实施例中的公交跳站路线图。
具体实施方式
[0105]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0106]
本实施例提供一种灵活公交动静态协同调度方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0107]
步骤1)获取并统计公交线路各站点的历史请求数据，计算各站点各时段出现实时请求的概率：
[0108][0109]
式中，v为公交站点集合；t为一天内划分的时段集合；为站点vi在t时段实时请求的数量。
[0110]
如图2所示，一条公交线路全长12km，共有13个站点，分别编号为1、2...13，站间距如表1所示。线路非直线系数为2.82，公交单次行程时间为33min。共有2辆公交车投入运营。
[0111]
表1实施例公交站点间据(m)
[0112][0113]
步骤2)设计预约时间窗，通过网络平台聚集截止时间之前的用户预约请求，包括每位用户选择的接乘时间窗、接乘站点与送达站点信息。
[0114]
预约时间窗是为用户提供的可选择的接乘时段，包括最早接乘时间与最晚接乘时间
[0115]
一种实施方式中，获取30min内(7:00-7:30)乘客预约出行与实时出行信息如表2所示。公交车额定载客量capk为20人，预约时间窗长度设为30min，预约提前截止时间设为30min。
[0116]
表2实施例乘客预约出行与实时出行信息
[0117][0118]
在截止时间之前，乘客通过手机app或站台等在线网络平台提交预约请求，即在6:30之前提交[7:00-7:30]的出行请求，在7:00之前提交[7:30-8:00]的出行请求。
[0119]
步骤3)根据各站点各时段出现实时请求的概率与用户预约请求，综合考虑用户行程时间、车辆行程时间、车辆载客量等约束，建立并求解灵活公交静态调度模型，确定灵活公交的跳站路线与到达、驶离、经停各站点的时间，得到灵活公交初始调度计划。
[0120]
为实现收益最大化，灵活公交静态调度模型的目标函数为：
[0121]
max(c1+c
2-c
3-c4)
ꢀꢀ
(2)
[0122]
式中，c1为服务预期实时请求的收益，c2为服务预约请求的收益，c3为车辆运行成本，c4乘客行程时间成本；
[0123][0124][0125][0126][0127]
式中，v为公交站点集合；k为公交车集合；r
wa
为待处理的预约请求集合；为决策变量，表示车辆k在站点i的停站时长；为决策变量，表示车辆k是否服务订单r，服务为1，不服务为0；为决策变量，表示车辆k是否经过路段(vi,vj)；α为单位服务收益，β为单位车辆行程时间成本；γ为单位乘客行程时间成本；t
p
为统计站点请求概率的时段长度；pi为站点i在t时段出现实时请求的概率；为站点i的实时请求的数量；d
ij
为公交车从站点i到站点j的行程时间；sr为乘客r的预期行程时间，er为乘客r接乘站点与送达站点之间的公交直达行程时间。
[0128]
灵活公交静态调度模型满足以下约束：
[0129]
约束(7)表示每个订单最多只能由一辆公交车服务；
[0130][0131]
约束(8)-(13)为时间约束；
[0132]
约束(8)和(9)表示公交车到达接乘站点的时间在乘客预约时间窗范围内；
[0133][0134][0135]
约束(10)表示公交车停站时长为公交车离站时间与到站时间之差；
[0136][0137]
约束(11)限定公交车停站时长应满足服务乘客上下车所用时间；
[0138][0139]
约束(12)表示如果公交车跳过站点i，则停站时间为0，且停站时间均小于最大值；
[0140][0141]
约束(13)表示如果车辆经过路段(vi,vj)，车辆到达vj站点的时间应大于驶离vi站点的时间与路段行程时间之和；
[0142][0143]
约束(14)和(15)为容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座；
[0144][0145][0146]
约束(16)和(17)为流平衡，表示除了始发站与终点站，车辆k到达站点vi后需要驶离；
[0147][0148][0149]
约束(18)限制公交车一定到达有乘客上下车的站点；
[0150][0151]
约束(19)表示公交车单向行驶；
[0152][0153]
约束(20)-(21)为变量约束；
[0154][0155][0156]
式中，r为请求集合；v
rp
为请求r∈r的接乘站点集合，v
rd
为请求r∈r的送达站点集合；为决策变量，表示车辆k到达站点vi的时间；为决策变量，表示车辆k驶离站点vi的时间；为车辆k到达站点i时车内乘客数量；为在站点i上车的乘客数；为在站点i下车的乘客数；capk为车辆k的最大载客量；为乘客预约时间窗的最早接乘时间，为乘客预约时间窗的最晚接乘时间；a
ser
为单位服务时间；s
max
为最长停站时间；m为一个值很大的常数。
[0157]
本实施例得到灵活公交计划停站时间如表3所示，计划行程时间为25min，公交行驶路线为：
[0158]
车辆1：1
→2→3→4→5→7→8→9→
11
→
13
[0159]
车辆2：—
[0160]
表3实施例灵活公交计划停站时间表
[0161][0162]
步骤4)反馈给用户预约请求匹配结果，包括请求是否会被服务、被分配乘坐的公交车编号以及公交车预计接乘时间，并指示公交车执行初始调度计划。
[0163]
本实施例通过在线网络平台反馈给用户预约请求匹配结果及计划接乘时间，乘客在相应时间前往站点乘车。公交车执行初始调度计划，响应乘客需求。
[0164]
步骤5)在截止时间之后，实时获取用户动态请求(乘客可以通过手机app或站台等在线网络平台提交实时请求)，综合考虑车内用户与计划乘车用户的时间、车辆载客量等约束，建立并求解灵活公交动态调度模型，更新灵活公交的跳站路线与到达、驶离、经停各站点的时间，得到更新后的调度计划。
[0165]
为实现收益最大化，灵活公交动态调度模型的目标函数为：
[0166]
maxc
5-c6)(22)
[0167]
式中，c5为服务实时请求的收益，c6为服务实时请求增加的车辆行程时间成本；
[0168][0169][0170]
式中，r
we
为待处理的实时请求集合；du为触发时尚未经过的站点间行程时间。
[0171]
灵活公交动态调度模型满足以下约束：
[0172]
约束(25)表示每个订单最多只能由一辆公交车服务；
[0173][0174]
约束(26)-(34)为时间约束；
[0175]
约束(26)针对待处理的实时请求，限定公交车到达接乘站点的时间在用户期望乘车时间范围内；
[0176][0177]
约束(27)针对计划服务的实时请求，公交车到达接乘站点的时间不能超过乘客在站点的最大等待时间；
[0178][0179]
约束(28)-(30)针对计划服务的预约请求；
[0180]
约束(28)和(29)分别表示公交车到达接乘站点的时间不能超过乘客在站点的最大等待时间，驶离接乘站点的时间不能早于车辆计划到达站点的时间；
[0181]
[0182][0183]
约束(30)表示公交车到达送达站点的时间不能超过乘客的最大延误时间；
[0184][0185]
约束(31)计算公交车的停站时间；
[0186][0187]
约束(32)表示车辆的停站时间应该满足每个乘客的上车下车所用时间；
[0188][0189]
(33)限定公交车停站时间的最大值与最小值；
[0190][0191]
约束(34)表示如果车辆经过路段(vi,vj)，车辆到达vj站点的时间应大于驶离vi站点的时间与路段行程时间之和；
[0192][0193]
约束(35)和(36)为容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座；
[0194][0195][0196]
约束(37)和(38)为流平衡，表示除了始发站与终点站，车辆k到达站点vi后需要驶离；
[0197][0198][0199]
约束(39)限制公交车一定经过有乘客上下车的站点；
[0200][0201]
约束(40)-(41)表示尚未经过站点集合中的第一个站点，到站时间与容量与上次更新方案一致；
[0202][0203][0204]
约束(42)-(44)为变量约束；
[0205]
[0206][0207][0208]
式中，r
sa
为计划服务的预约请求集合；r
se
为计划服务的实时请求集合；v
p
为已经经过的站点集合；vu为尚未经过的站点集合；为决策变量，表示车辆k到达站点vi的时间；为决策变量，表示车辆k驶离站点vi的时间；为决策变量，表示车辆k在站点vi的停站时间；为实时请求用户的期望乘车时间；为反馈给实时用户的公交车到达接乘站点的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k到达站点vi的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k驶离站点vi的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k在站点vi的停站时间；s
amax
为预约请求乘客最大候车时间；s
delay
为公交车最长停站时间；s
emax
为实时请求乘客最大候车时间；为上次更新方案中车辆k到达站点vi的时间；为上次更新方案中车辆k到达站点vi时的车内乘客数。
[0209]
本实施例通过灵活公家动态调度模型得到如下结果：实时请求9触发时不做更新，实时请求10触发时更新灵活公交计划行程时间为28min，更新公交车行驶路线为：
[0210]
车辆1：1
→2→3→4→5→7→8→9→
11
→
12
→
13
[0211]
车辆2：—
[0212]
步骤6)通过在线网络平台反馈给用户实时请求匹配结果，包括请求是否会被服务、被分配乘坐的公交车编号以及公交车预计接乘时间，乘客在相应时间前往站点乘车。公交车执行最新调度计划，响应乘客需求。
[0213]
将本发明的方法与灵活公交动静态调度方法以及常规公交调度方法进行比较，灵活公交动静态调度为静态调度中不加入实时请求出现的概率，其余与本方法相同。常规公交按照固定线路固定时刻表的方式运行，发车间隔为10min。三种方法的对比结果如表4所示。
[0214]
与灵活公交动静态调度相比，本发明的灵活公交动静态协同调度方法有效提高了实时请求的服务率；与常规公交相比，本发明的灵活公交调度方法优化效果显著，有效地降低了车辆行程时间与乘客行程时间。有助于降低公交运营成本，提升公交服务质量。
[0215]
表4本发明优化效果
[0216][0217]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依据本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理、或者有限的实验可以得
到的技术方案，皆应在权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，包括以下步骤：获取并统计公交线路各站点的历史请求数据，计算各站点各时段出现实时请求的概率；设计预约时间窗，通过网络平台聚集截止时间之前的用户预约请求；根据各站点各时段出现实时请求的概率与用户预约请求，建立并求解灵活公交静态调度模型，确定灵活公交的跳站路线与到达、驶离、经停各站点的时间，得到灵活公交初始调度计划；反馈给用户预约请求匹配结果，并指示公交车执行初始调度计划；在截止时间之后，实时获取用户动态请求，建立并求解灵活公交动态调度模型，更新灵活公交的跳站路线与到达、驶离、经停各站点的时间，得到更新后的调度计划；反馈给用户实时请求匹配结果，并指示公交车执行更新后的调度计划。2.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述各站点各时段出现实时请求的概率为：式中，v为公交站点集合；t为一天内划分的时段集合；为站点v
i
在t时段实时请求的数量。3.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述预约时间窗是为用户提供的可选择的接乘时段，包括最早接乘时间与最晚接乘时间。4.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述用户预约请求包括每位用户选择的接乘时间窗、接乘站点与送达站点信息。5.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述灵活公交静态调度模型综合考虑包括用户行程时间、车辆行程时间、车辆载客量在内的因素建立约束，所述灵活公交动态调度模型综合考虑包括车内用户与计划乘车用户的时间、车辆载客量在内的因素建立约束。6.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述请求匹配结果包括请求是否会被服务、被分配乘坐的公交车编号以及公交车预计接乘时间。7.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，为实现收益最大化，所述灵活公交静态调度模型的目标函数为：max(c1+c
2-c
3-c4)式中，c1为服务预期实时请求的收益，c2为服务预约请求的收益，c3为车辆运行成本，c4乘客行程时间成本；乘客行程时间成本；
式中，v为公交站点集合；k为公交车集合；r
wa
为待处理的预约请求集合；为决策变量，表示车辆k在站点i的停站时长；为决策变量，表示车辆k是否服务订单r，服务为1，不服务为0；为决策变量，表示车辆k是否经过路段(v
i
,v
j
)；α为单位服务收益，β为单位车辆行程时间成本；γ为单位乘客行程时间成本；t
p
为统计站点请求概率的时段长度；p
i
为站点i在t时段出现实时请求的概率；为站点i的实时请求的数量；d
ij
为公交车从站点i到站点j的行程时间；s
r
为乘客r的预期行程时间，e
r
为乘客r接乘站点与送达站点之间的公交直达行程时间。8.根据权利要求7所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述灵活公交静态调度模型满足以下约束：a1)每个订单最多只能由一辆公交车服务：a2)时间约束：a21)公交车到达接乘站点的时间在乘客预约时间窗范围内：a21)公交车到达接乘站点的时间在乘客预约时间窗范围内：a22)公交车停站时长为公交车离站时间与到站时间之差：a23)限定公交车停站时长应满足服务乘客上下车所用时间：a24)如果公交车跳过站点i，则停站时间为0，且停站时间均小于最大值：a25)如果车辆经过路段(v
i
,v
j
)，车辆到达v
j
站点的时间应大于驶离v
i
站点的时间与路段行程时间之和：a3)容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座：
a4)流平衡，表示除了始发站与终点站，车辆k到达站点v
i
后需要驶离：后需要驶离：a5)限制公交车一定到达有乘客上下车的站点：a6)公交车单向行驶约束：a7)变量约束：a7)变量约束：式中，r为请求集合；v
rp
为请求r∈r的接乘站点集合，v
rd
为请求r∈r的送达站点集合；为决策变量，表示车辆k到达站点v
i
的时间；为决策变量，表示车辆k驶离站点v
i
的时间；为车辆k到达站点i时车内乘客数量；为在站点i上车的乘客数；为在站点i下车的乘客数；cap
k
为车辆k的最大载客量；为乘客预约时间窗的最早接乘时间，为乘客预约时间窗的最晚接乘时间；a
ser
为单位服务时间；s
max
为最长停站时间；m为预配置的大值常数。9.根据权利要求1所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，为实现收益最大化，所述灵活公交动态调度模型的目标函数为：max(c
5-c6)式中，c5为服务实时请求的收益，c6为服务实时请求增加的车辆行程时间成本；为服务实时请求增加的车辆行程时间成本；式中，r
we
为待处理的实时请求集合；v为公交站点集合；k为公交车集合；为决策变量，表示车辆k是否服务订单r，服务为1，不服务为0；α为单位服务收益，β为单位车辆行程时间成本；为决策变量，表示车辆k是否经过路段(v
i
,v
j
)；d
ij
为公交车从站点i到站点j的行程时间；d
u
为触发时尚未经过的站点间行程时间。
10.根据权利要求9所述的一种灵活公交动静态协同调度方法，其特征在于，所述灵活公交动态调度模型满足以下约束：b1)每个订单最多只能由一辆公交车服务：b2)时间约束：b21)针对待处理的实时请求，限定公交车到达接乘站点的时间在用户期望乘车时间范围内：b22)针对计划服务的实时请求，公交车到达接乘站点的时间不能超过乘客在站点的最大等待时间：b23)针对计划服务的预约请求，分别约束公交车到达接乘站点的时间不能超过乘客在站点的最大等待时间，驶离接乘站点的时间不能早于车辆计划到达站点的时间：站点的最大等待时间，驶离接乘站点的时间不能早于车辆计划到达站点的时间：b24)公交车到达送达站点的时间不能超过乘客的最大延误时间：b25)计算公交车的停站时间：b26)车辆的停站时间应该满足每个乘客的上车下车所用时间：b27)限定公交车停站时间的最大值与最小值：b28)如果车辆经过路段(v
i
,v
j
)，车辆到达v
j
站点的时间应大于驶离v
i
站点的时间与路段行程时间之和：b3)容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座：b3)容量约束，表示车辆中的乘客数量不能超过车辆容量限制，保证一人一座：b4)流平衡，表示除了始发站与终点站，车辆k到达站点v
i
后需要驶离：
b5)限制公交车一定经过有乘客上下车的站点：b6)尚未经过站点集合中的第一个站点，到站时间与容量与上次更新方案一致：b6)尚未经过站点集合中的第一个站点，到站时间与容量与上次更新方案一致：b7)变量约束：b7)变量约束：b7)变量约束：式中，r
sa
为计划服务的预约请求集合；r
se
为计划服务的实时请求集合；v
p
为已经经过的站点集合；v
u
为尚未经过的站点集合；为决策变量，表示车辆k到达站点v
i
的时间；为决策变量，表示车辆k驶离站点v
i
的时间；为决策变量，表示车辆k在站点v
i
的停站时间；为实时请求用户的期望乘车时间；为反馈给实时用户的公交车到达接乘站点的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k到达站点v
i
的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k驶离站点v
i
的时间；为静态阶段反馈给用户的车辆k在站点v
i
的停站时间；s
amax
为预约请求乘客最大候车时间；s
delay
为公交车最长停站时间；s
emax
为实时请求乘客最大候车时间；为上次更新方案中车辆k到达站点v
i
的时间；为上次更新方案中车辆k到达站点v
i
时的车内乘客数；v
rp
为请求r∈r的接乘站点集合，v
rd
为请求r∈r的送达站点集合；为车辆k到达站点i时车内乘客数量；为在站点i上车的乘客数；为在站点i下车的乘客数；cap
k
为车辆k的最大载客量；a
ser
为单位服务时间；s
max
为最长停站时间；m为预配置的大值常数。

技术总结
本发明涉及一种灵活公交动静态协同调度方法，包括静态调度与动态调度两阶段，其中静态调度阶段通过设计预约时间窗聚集用户需求，同时考虑各站点后续出现实时请求的可能性，建立并求解静态调度模型，确定灵活公交初始跳站路线与时刻表，同时将请求匹配结果反馈给用户；动态调度阶段在静态调度的基础上针对实时请求，建立并求解动态调度模型，更新灵活公交的跳站路线与行驶时刻表。本发明在静态调度阶段加入了实时请求出现的概率，延长相应站点的停站时间，将灵活公交静态调度与动态调度有机结合，有利于提高实时请求接受率，并且在低客流区域或非高峰时段，通过跳站与灵活的时刻表，避免空驶与满载率较低的情况，降低运营成本，提高服务质量。提高服务质量。提高服务质量。


技术研发人员：安琨 张心妍 曾淋 马万经
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/5/26