【正文】 、預(yù)測及分配采用TransCAD軟件，基于城市市公交客流調(diào)查數(shù)據(jù)進行OD客流反推，并結(jié)合大型活動交通流量預(yù)測值，完成大型活動期間公交客流的預(yù)測。以城市市公共交通客流調(diào)查數(shù)據(jù)和大型活動期間的交通流量預(yù)測值為基礎(chǔ)，提出智能公交線路發(fā)車頻率優(yōu)化的雙層規(guī)劃模型，并基于優(yōu)化的發(fā)車頻率模型，建立線路車輛配置模型。配班結(jié)果可以分類查詢，包括上班、休息、全部，并可以對配班結(jié)果中的車輛及人員進行修改。基于上述算法，結(jié)合大型城市公交實際調(diào)度情況，開發(fā)完成勞動配班管理子系統(tǒng)。 “生成與選擇”模式下及遺傳禁忌混合策略在公交司售人員調(diào)度方面的研究公交駕駛員調(diào)度問題是一個復(fù)雜的組合優(yōu)化問題，具有多目標(biāo)、大規(guī)模、約束條件眾多等復(fù)雜因素制約。（3）智能實時調(diào)度模塊：輸入預(yù)測模型得到的車輛運行時間結(jié)果，結(jié)合調(diào)度站的運營調(diào)度數(shù)據(jù)，通過多種不同類型的智能調(diào)度算法，解決不同調(diào)度問題，提出解決措施，下達調(diào)度指令。圖23 公交智能實時調(diào)度模型公交智能實時調(diào)度模型主要分為三個主要模塊：（1）數(shù)據(jù)處理分析模塊：公交智能實時調(diào)度模型的基礎(chǔ)模塊，數(shù)據(jù)來源兩個部分，一是公交歷史行車數(shù)據(jù)，這包括車輛發(fā)車時刻、運營時客流、天氣等數(shù)據(jù)；二是GPS定位系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)，主要是各個時刻實時采集的車輛運行信息。 實現(xiàn)了公交運營實時監(jiān)控和調(diào)度大型活動會的舉辦，對于公交系統(tǒng)提出了新的要求。二、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計基于智能公交線路調(diào)度的構(gòu)成、涉及的問題、基本措施等特點分析研究，進行了車輛調(diào)度適用模型與算法研究，在此基礎(chǔ)上，對面向大型活動的專用線路與常規(guī)公交線路的集成化混合運營計劃編制方法進行了模型研究，并采用雙向競拍算法、拉格朗日啟發(fā)式算法結(jié)合遺傳算法求解了算法，實現(xiàn)了智能公交運輸和常規(guī)公交的混合優(yōu)化調(diào)度，合理有效地利用了公交資源。2. 開發(fā)具有集成功能的智能公交搶修救援調(diào)度軟件系統(tǒng)(1) 設(shè)計實現(xiàn)智能公交搶修救援調(diào)度軟件，能夠支持大型活動會期間全部公交運營、保障車輛的搶修救援任務(wù)；(2) 改進、更新、擴展現(xiàn)有公交搶修救援?dāng)?shù)據(jù)庫，能夠支持大型活動會期間保障任務(wù)、搶修救援作業(yè)，能夠支持分布式運行方式，具備可靠性及一致性要求，更新響應(yīng)電子地圖數(shù)據(jù)及地圖顯示。所選擇的大型活動比賽場館主要包括：奧林匹克公園、五棵松場館群、工人體育場館、城市工業(yè)大學(xué)體育館。同時，在大型活動比賽時，由于比賽本身的特點、散場時間和觀眾的組織和管理等各種因素，觀眾對公交的需求可能會出現(xiàn)較大的波動。同時公交車輛是否能順利的進出站、正常運行也是場館地面公交系統(tǒng)中一個非常重要的問題。主要包含以下內(nèi)容：智能公交突發(fā)事件的類型研究；智能公交應(yīng)急預(yù)案體系研究；系統(tǒng)聯(lián)動接口研究；系統(tǒng)聯(lián)動響應(yīng)模型研究；預(yù)案自動匹配模型研究；構(gòu)建系統(tǒng)平臺大型活動會等大型活動及突發(fā)事件應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)該系統(tǒng)包含以下功能：預(yù)案管理、預(yù)案自動選取、聯(lián)動接口管理、應(yīng)急通訊系統(tǒng)管理、自動報警、應(yīng)急預(yù)案自動生成等功能。2）大型活動地面公交運力資源優(yōu)化配置系統(tǒng)主要功能包括：專用線路與常規(guī)公交線路的混合運營計劃編制、專用線路駐車和普通線路駐車管理等。系統(tǒng)支持將報表導(dǎo)出為EXCEL、PDF、WORD等多種格式。GPS通信子系統(tǒng)（支持二級轉(zhuǎn)發(fā)功能）。具體研究內(nèi)容包括：針對大型活動及常規(guī)公交調(diào)度進行需求分析形成物聯(lián)網(wǎng)智能公交運營管理系統(tǒng)建設(shè)的總體方案配合其他子任務(wù)進行關(guān)鍵策略研究及科技攻關(guān)理論與方法研究1）專用線路與常規(guī)公交線路的混合運營計劃編制方法研究智能公交運輸和常規(guī)公交的雖然各有特點，但仍可進行混合優(yōu)化調(diào)度，因此需要研究專用線路與常規(guī)公交線路的混合運營計劃和編制模型與算法。主要包含以下內(nèi)容：大型活動調(diào)度和普通調(diào)度的特點研究；時刻表編制適用模型與算法研究；車輛調(diào)度適用模型與算法研究；司售人員調(diào)度適用模型與算法研究；實時調(diào)度適用模型與算法研究；禁忌搜索算法，遺傳算法在調(diào)度中的應(yīng)用研究2）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法研究對線路行車計劃數(shù)據(jù)，實際發(fā)車記錄等數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并建立分析評價模型。支持轉(zhuǎn)發(fā)中心、轉(zhuǎn)發(fā)分中心、客戶端三級模式。理論與方法研究1）專用線路專用資源根據(jù)賽程變化動態(tài)調(diào)整研究公交線路類型的研究；公交線路車輛規(guī)模變化對運力影響研究；大型活動場館比賽時間與運送客流需求研究；大型活動線路車輛配置根據(jù)場館賽事變化動態(tài)調(diào)度方法研究；2）專用線路駐車模型研究以場站規(guī)模與專用運營計劃作為智能公交車輛駐車優(yōu)化的約束條件，提出智能公交車輛駐車的目標(biāo)規(guī)劃和雙層規(guī)劃模型和相應(yīng)的求解算法。理論與方法研究基于突發(fā)事件和動態(tài)路況的應(yīng)急預(yù)案自動響應(yīng)和聯(lián)動模型研究建立智能公交應(yīng)急預(yù)案完整的預(yù)案體系。（1）場館對應(yīng)地面公交場站的分擔(dān)率預(yù)測方法研究需求預(yù)測是安排運營組織計劃的基礎(chǔ)，其結(jié)果對方案的客觀性、合理性起到關(guān)鍵作用。本部分研究如何利用仿真手段，測試行人和車輛混合系統(tǒng)的組織方案的設(shè)計和優(yōu)化方法。本部分對公交調(diào)度方案進行壓力測試，通過對觀眾散場特性及其影響因素進行分析，從而得到觀眾散場時的彈性變化。針對以上場館，建立周邊路網(wǎng)交通仿真平臺。3．大型活動期間公交搶修救援調(diào)度系統(tǒng)運行保障(1) 在大型活動搶修救援分中心及公交搶修救援調(diào)度總中心安裝、實施“智能公交搶修救援調(diào)度軟件系統(tǒng)”，并按照大型活動會的要求進行演練。集成化混合運營計劃編制方法的主要模型設(shè)計如下：首先對問題作如下約定：(1) 只考慮一個車場的問題，所有車輛都是相同的；(2) 班次成本＝員工成本＋車輛成本；(3) 連續(xù)駕駛段的合法性只受最小和最大持續(xù)時間的限制。基于對智能公交調(diào)度構(gòu)成、智能公交調(diào)度涉及的問題、基本措施和發(fā)展方向等方面的分析，提出開展實時調(diào)度是滿足智能公交出行需求，應(yīng)對公交系統(tǒng)突發(fā)狀況，維護正常運行秩序，確保及時運送乘客的重要手段。該模塊根據(jù)下一個預(yù)測模型的需要，選擇合適輸入數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)進行處理分析。在此基礎(chǔ)上，基于GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)了公交車隊面向行車計劃的實時執(zhí)行和監(jiān)控。針對大型活動調(diào)度的特點，建立了“生成與選擇”模式下的駕駛員調(diào)度模型及基于IDEF0的勞動配班問題模型，并實現(xiàn)了算法。該子系統(tǒng)可建立平日行車計劃推班模版，得到各日勞動配班情況。此外，固定替班管理模塊對實際中固定替班的情況進行管理，并于勞動配班時進行班次替換。由此計算大型活動期間專用線路和普通線路的配車量在不同時段的變化值，為大型活動會期間公交資源優(yōu)化配置提供了決策依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，建立面向大型活動的公交線路客流分配模型，并開發(fā)相應(yīng)的計算機系統(tǒng)軟件。4) 開發(fā)相應(yīng)軟件功能：通過軟件開發(fā)，對預(yù)測結(jié)果和配流結(jié)果以表格形式體現(xiàn)公交線路OD分布、各站的上下車人數(shù)以及最大斷面流量。同時，基于TransCAD軟件，開發(fā)實現(xiàn)了公交駐車配置管理系統(tǒng)以及大型活動地面公交運力資源優(yōu)化配置系統(tǒng)。同時，基于GIS車輛監(jiān)控子系統(tǒng)，可根據(jù)用戶權(quán)限選擇車隊或線路，生成線路站點地圖，進而可對車輛的運行過程進行實時監(jiān)控和跟蹤，獲取車載設(shè)備發(fā)送的異常信息。通過科學(xué)、合理的安排司售人員工作排班，實現(xiàn)了公交人力資源的合理、高效運用，同時由于取代了傳統(tǒng)的手工勞動配班方式，提高了公交運營管理的效率。根據(jù)對公交突發(fā)事件的分類和等級劃分，在對國內(nèi)外應(yīng)急預(yù)案體系研究的基礎(chǔ)上，建立公交應(yīng)急預(yù)案體系。為了提高車輛的利用率，可以考慮車輛循環(huán)將人群由事發(fā)地疏散到疏散地。拓撲學(xué)是一個數(shù)學(xué)概念，它把物理實體抽象成與實際大小和形狀無關(guān)的點，把連接實體的線路抽象成線，進而研究點線面之間的關(guān)系。圖28 單駐車點、單場館的公交緊急疏散拓撲結(jié)構(gòu)針對單場館，我們討論了單場館不循環(huán)調(diào)車、單場館循環(huán)調(diào)車兩種情況。因此我們重點研究了多場館循環(huán)調(diào)車模型及拓撲結(jié)構(gòu)圖求解過程，其拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖29。圖解法簡單直觀，但只適用于求解含有兩個決策變量的線性規(guī)劃問題。該過程如圖30所示。其實質(zhì)仍是單純形法，但具體的術(shù)語和計算方法有所不同。判別是否達到最優(yōu)解。3 迪杰斯特拉算法在本文的算例分析中駐車點與大型場館、大型場館與臨時疏散地之間的最小行程距離均通過Dijkstra算法得出，下面對Dijkstra算法進行介紹。在標(biāo)號過程中，標(biāo)號一直在改變，已得到標(biāo)號的節(jié)點其標(biāo)號不再改變，凡是沒有標(biāo)號的節(jié)點，都標(biāo)上標(biāo)號。令，令（表示一個很大的正數(shù)），置。Dijkstra算法的優(yōu)點是適用于計算兩點間的最短路徑問題，只要路權(quán)為正，能100%找到兩點間的最短路徑。但考慮到單場館調(diào)車模型的解法有其特殊的簡便性，以下仍分別討論各調(diào)車模型的解法。加入等效駐車點后的多場館調(diào)車模型的拓撲結(jié)果如圖31所示。為了解決此類變體問題，可以變換上述特征或重新描述問題，使它符合運輸問題的形式。2）線路客流預(yù)測思路線路的客流與站點服務(wù)區(qū)域有直接關(guān)系。3）公交線路研究范圍的確定經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，直達場館的公交線路、地鐵、智能公交將覆蓋大部分的大型活動交通小區(qū)，將線路研究范圍確定為可直達場館周邊的大型活動專線、地鐵與直達公交。6）小區(qū)觀眾客流分配模型將小區(qū)分為有公交或軌道交通站點服務(wù)區(qū)域的小區(qū)與無站點服務(wù)區(qū)域的小區(qū)四大類。7）站點客流量預(yù)測模型根據(jù)前面的客流分配模型，可以得到站點在小區(qū)內(nèi)吸引的大型活動觀眾人數(shù)。公交線路的總客流量由其沿線的公交站點的客流量組成的，因此，將公交站點的觀眾的客流量進行累加，就可以得到公交線路的客流量?？紤]社會背景客流量，就可以得到場館周邊公交站點的最終客流量，用公式表示如下：式中：Q—場館周邊公交站點的客流量；Qo—場館周邊公交站點的大型活動觀眾的客流量；Qb—場館周邊公交站點的背景公交客流量；根據(jù)公交站點預(yù)測的觀眾客流量，結(jié)合觀眾到達與散場規(guī)律，可以確定各時段的站點的交通需求，從而確定公交設(shè)施需求等。綜上述，借鑒國內(nèi)外已有研究成果，建立了從場站選型、場站優(yōu)化、公交線路發(fā)車方案優(yōu)化與公交方案評價等實用的大型活動公交運輸優(yōu)化與評價體系。根據(jù)影響站點通行能力的因素，確定主要設(shè)計指標(biāo)有泊位數(shù)量、泊位長度、站牌布設(shè)方式以及其它附屬設(shè)施等。根據(jù)實際應(yīng)用的情況，總結(jié)其優(yōu)缺點及適用條件。4）智能公交運輸仿真系統(tǒng)評價方法將仿真系統(tǒng)分為步行系統(tǒng)、場站系統(tǒng)、公交系統(tǒng)三部分，分別選擇相應(yīng)指標(biāo)。從大型活動場館地面公交運輸系統(tǒng)的評價輸出結(jié)果來看，其評價結(jié)果是一個綜合評價值，是對某一大型活動場館周邊公交場站運輸系統(tǒng)的功能的描述。具體分析如下：1）壓力測試方法應(yīng)用進展本部分分析了壓力測試在不同行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用；根據(jù)壓力的不同，分為本身含義與擴展含義兩種并分別進行了分析；在分析含義的基礎(chǔ)上，確定了壓力測試在這些行業(yè)的應(yīng)用流程，為引入交通做了鋪墊。在進行測試前，確定壓力測試的對象，則大致可以分為兩類：對交通設(shè)施或交通管理方案或運營方案進行壓力測試。壓力測試的方法可以有很多種，主要為人工計算與計算機仿真兩種。①測試原因由于預(yù)測時采用基礎(chǔ)資料的不確定性及預(yù)測方法中存在的誤差，將可能使得大型活動時交通運行的真實情況可能與預(yù)測的差別較大，這樣就需要對不同交通需求壓力下的方案進行設(shè)計，以提高對不同情況下的應(yīng)變性。④測試步驟根據(jù)場館的方式劃分的公交應(yīng)承擔(dān)的比例，場館的觀眾總量及場館周邊的交通設(shè)施位置等信息制定合理的合理的壓力測試計劃，比例可選取5%的倍數(shù)；根據(jù)場館周邊行人仿真模型，確定不同壓力下觀眾集散規(guī)律；執(zhí)行不同壓力條件下的公交方案；建立場館周邊公交仿真模型，將道路相關(guān)參數(shù)、公交設(shè)施相關(guān)參數(shù)，公交方案相關(guān)參數(shù)等輸入到模型中；測試公交設(shè)施是否滿足要求，并據(jù)此制定相關(guān)的改善方案。它具有以下特點：（1）兼容以前救援業(yè)務(wù)；（2）快速響應(yīng)搶修作業(yè)，實時調(diào)度監(jiān)控；（3）各搶修調(diào)度處搶修作業(yè)共享，協(xié)同調(diào)度；（4）具備應(yīng)急策略，某搶修調(diào)度處作業(yè)負荷過重時，負載動態(tài)均衡；（5）作業(yè)分級，有不同的調(diào)度優(yōu)先級，能優(yōu)先保障重點地區(qū)的搶修救援。分布式調(diào)度模式中指揮中心、保修分公司以及大型活動分中心的業(yè)務(wù)關(guān)系如下：（1）指揮中心是整個系統(tǒng)的核心，保修分公司和大型活動分中心的數(shù)據(jù)都匯集到指揮中心，并與運營調(diào)度指揮集成，以實現(xiàn)接續(xù)調(diào)度。（5）指揮中心在大型活動期間享有救援車輛指揮調(diào)度的優(yōu)先權(quán)。智能公交搶修調(diào)度分中心和搶修調(diào)度中心獨立工作，分別負責(zé)大型活動T4和專用車輛的救援、接續(xù)工作。大型活動會結(jié)束后，智能公交搶修調(diào)度分中心的設(shè)備作為保修分公司搶修調(diào)度分中心的備份設(shè)備。智能公交搶修救援調(diào)度系統(tǒng)在應(yīng)用層包括請求處理、調(diào)度處理、車輛圖形監(jiān)控、統(tǒng)計分析、工單處理、綜合信息管理六個子系統(tǒng)。搶修調(diào)度系統(tǒng)的消息通信模型采用PTP通信模型，通信方式建立在消息隊列的基礎(chǔ)上