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摘要:
半自动驾驶公交车辆编组是指半自动驾驶公交单元通过车联网技术连接在一起,实现车辆协同驾驶和车辆容量动态设计的车辆组织技术。以半自动驾驶公交车辆编组为出发点,建立编组车辆动态运行模型,分析编组车辆到离站时间、乘客上下车过程、车辆容量限制和车载乘客数量变化等。在此基础上,以车辆运营成本和乘客候车时间成本之和为目标函数,以车辆编组大小和发车时刻为决策变量,建立半自动驾驶公交车辆调度优化模型。提出改进的遗传算法高效求解模型。以杭州55路公交线路为实证案例,仿真结果表明:相比于传统人工驾驶公交的车辆调度,基于半自动驾驶公交的车辆调度能降低29.2%的车辆运营成本和18.2%的乘客候车时间成本,所得结果证实了所建模型优化半自动驾驶公交车辆调度的有效性。
Abstract:Semi-autonomous driving bus platooning refers to the vehicle organization technology that connects bus units together through vehicle communication technologies to realize coordinated driving of vehicles and dynamic design of vehicle capacity. Based on semi-autonomous driving us platooning, a dynamic bus operation model is first proposed to model bus arrival and departure time at stops, passenger dwelling process, bus capacity constraint and onboard passenger dynamics. On this basis, a semi-autonomous driving bus scheduling optimization model is proposed to jointly optimize platooning size and bus dispatching time with the objective of the sum of the optimizing operating cost and passenger waiting time cost. An improved genetic algorithm is proposed to solve the model efficiently. The model is validated using a real-world example of bus route 55, Hangzhou, China. Simulation results show that the proposed semi-autonomous driving bus scheduling can reduce bus operating cost by 29.2% and reduce passenger waiting time cost by 18.2%, when compared with conventional human-driven bus scheduling. The result verifies the efficiency of the proposed model in scheduling semi-autonomous driving bus.
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表 1 杭州55路公交运营数据
Table 1. Operation data of route 55, Hangzhou
站点 tj/s tj标准差/s λj/(人次·h-1) 1 32.08 6.06 16 2 162.99 25.46 125 3 72.12 14.58 55 4 95.17 12.30 48 5 218.56 24.55 74 6 171.42 18.28 80 7 63.76 10.29 35 8 82.04 13.58 50 9 108.02 23.56 129 10 154.06 21.87 30 11 110.12 16.93 53 12 241.00 36.93 47 13 44.15 6.93 52 14 249.82 36.34 43 15 141.47 22.19 32 16 149.49 27.07 9 17 71.04 7.40 4 18 116.51 17.40 14 19 133.10 10.10 10 20 140.60 19.51 3 21 41.77 9.52 0 注:tj为车辆在站台j-1和站台j间的平均行驶时间,单位为s。 表 2 不同优化算法性能比较
Table 2. Performance comparison of different optimization algorithms
场景 算法 计算时间/min 目标函数值/元 场景1 遗传算法 0.7 14 702.6 滚动时间窗 3.2 15 462.1 滚动时间窗+动态规划 2.1 15 462.1 场景2 遗传算法 1.5 11 362.8 滚动时间窗 6.2 11 612.4 滚动时间窗+动态规划 4.7 11 612.4 表 3 成本分析
Table 3. Cost analysis
场景 车辆运营成本/元 乘客候车时间成本/元 总成本/元 场景1 6 048.0 8 654.6 14 702.6 场景2 4 280.0 7 082.8 11 362.8 -
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其他类型引用(174)
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