面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址方法及系統(tǒng)

本發(fā)明涉及城市公共交通管理和定制公交站點選址領(lǐng)域，具體涉及面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市群的興起，城市間交流日益密切，衍生出大量市內(nèi)-城際-市內(nèi)聯(lián)程出行的綜合客運交通需求。對于聯(lián)程出行旅客而言，他們不僅有計劃明確的城際段出行需求，還有連接出行起(終)點與火車站、機場等綜合客運交通樞紐之間的市內(nèi)段出行需求。旅客在城際段出行具有嚴格的到達時間要求，且有較高比例的出行者攜帶行李箱等，定制公交作為一種以面向差異化需求場景應(yīng)用為導向的新型公交服務(wù)模式，具有需求導向、定點定時的特點，能夠通過制定特定的服務(wù)水平等級滿足綜合客運交通系統(tǒng)場景中聯(lián)程出行旅客市內(nèi)段的高品質(zhì)公交出行需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址方法及系統(tǒng)更好地滿足綜合客運交通系統(tǒng)場景中聯(lián)程出行旅客市內(nèi)段的高品質(zhì)公交出行需求。

2、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址方法，包括如下步驟：

3、s1、基于既有的常規(guī)公交站點集合、以及樞紐調(diào)查站點集合構(gòu)建面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求的定制公交候選站點集合；

4、s2、基于定制公交候選站點集合，計算定制公交在各站點提供服務(wù)水平等級的服務(wù)引力、需求產(chǎn)生點的聯(lián)程旅客在各站點使用定制公交服務(wù)的接駁阻抗、出行方式對需求產(chǎn)生點的聯(lián)程旅客的服務(wù)引力，然后建立服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)函數(shù)得到需求產(chǎn)生點的聯(lián)程旅客選擇在站點乘坐定制公交的方式分擔率，最后構(gòu)建面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址優(yōu)化模型；

5、s3、針對步驟s2構(gòu)建的優(yōu)化模型將模型等價轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型，利用優(yōu)化求解器求解生成面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求的定制公交最優(yōu)站點集和每個站點需配置的定制公交服務(wù)水平等級。

6、進一步地，前述的步驟s1包括以下子步驟：

7、s1.1、從公交站點中篩選出旅客熟悉既有的常規(guī)公交站點，構(gòu)成常規(guī)公交站點集合；

8、s1.2、通過在綜合客運交通樞紐進行旅客出行調(diào)查，獲取旅客的出行起、終點位置，構(gòu)成為定制公交提供服務(wù)的樞紐調(diào)查站點集合；

9、s1.3、由常規(guī)公交站點集合和樞紐調(diào)查站點集合取并集構(gòu)成的定制公交候選站點集合。

10、進一步地，前述的步驟s2中，定制公交在站點j提供服務(wù)水平等級r的服務(wù)引力qjr，計算如下式：

11、

12、其中，表示定制公交出行時間效用參數(shù)，表示定制公交費用成本效用參數(shù)，定制公交站點j提供服務(wù)水平等級r∈r的出行時間和費用成本分別為和旅客在定制公交站點j∈j使用定制公交服務(wù)的出行時間、費用成本將定制公交服務(wù)分成|r|種服務(wù)水平等級，fj表示定制公交站點j投入使用的固定成本；cjr表示定制公交站點j配置服務(wù)水平等級r的運營成本。

13、進一步地，前述的步驟s2中，需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程旅客在站點j使用定制公交服務(wù)的接駁阻抗ωij計算如下式：

14、

15、其中，θ表示定制公交接駁阻抗系數(shù)，dij表示需求產(chǎn)生點i和站點j的距離。

16、進一步地，前述的步驟s2中，出行方式k對需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程旅客的服務(wù)引力記為vik，計算如下式：

17、

18、其中，表示出行方式k的出行時間效用參數(shù)，表示出行方式k的費用成本效用參數(shù)，除定制公交以外的其他交通出行方式集合為k；出行方式k為需求產(chǎn)生點i∈i的聯(lián)程旅客提供服務(wù)的出行時間和費用成本分別為和

19、進一步地，前述的步驟s2中，建立服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)函數(shù)得到需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程旅客選擇在站點j乘坐定制公交的方式分擔率pij，如下式：

20、

21、將需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程乘客選擇站點j提供服務(wù)水平等級r的定制公交服務(wù)的相對引力為bijr＝qjrωij/(∑k∈kvik)，服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)函數(shù)pij改寫如下式：

22、

23、決策變量yjr表示是否為定制公交站點j提供服務(wù)水平等級r的定制公交服務(wù)，若提供則yjr＝1，否則值為0。

24、進一步地，前述的的面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址方法，構(gòu)建面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求考慮服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的定制公交站點選址優(yōu)化模型[m1]：

25、

26、約束條件：

27、

28、其中，式(6)為模型[m1]的目標函數(shù)，即最大化公交企業(yè)的總收益z；為面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求的定制公交站點產(chǎn)生的總期望收益，聯(lián)程旅客需求產(chǎn)生點集合記為i，需求產(chǎn)生點i∈i的出行需求量為ai，需求產(chǎn)生點i的單個聯(lián)程旅客使用定制公交產(chǎn)生的期望收益為μi，∑j∈jfjxj為定制公交站點投入的總固定成本，∑j∈j∑r∈rcjryjr為定制公交的總運營成本；式(7)保證如果候選站點j沒有成為定制公交站點，則該站點無定制公交服務(wù)水平等級配置；若候選站點j成為定制公交站點，則站點j有且只能為其配置一個服務(wù)水平等級；式(8)表示決策變量xj是二元變量；式(9)表示決策變量yjr是二元變量。

29、進一步地，前述的步驟s3包括以下子步驟：

30、s3.1、將模型[m1]的式(7)-(9)封裝成一個滿足模型所有約束條件的可行域集合，記為ω：

31、

32、其中，決策變量xj表示是否選擇候選站點j成為定制公交站點，如果是則xj＝0，否則值為0；βi表示需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程旅客選擇除定制公交以外的其他方式的出行方式分擔率，表達式為：

33、

34、模型[m1]可以等價轉(zhuǎn)換模型[m2]為：

35、

36、約束條件：

37、

38、(x，y)∈ω(14)其中，式(12)為模型[m2]的目標函數(shù)，即最小化公交企業(yè)的總費用z′；∑j∈jfjxj為定制公交站點投入的總固定成本，∑j∈j∑r∈rcjryjr為定制公交的總運營成本，∑i∈iμiaiβi為所有需求產(chǎn)生點的聯(lián)程旅客沒有選擇定制公交服務(wù)的定制公交沉沒收益；式(13)是式(11)的線性表達式；式(14)是決策變量xj和yjr的可行域；

39、s3.2、將模型[m2]等價轉(zhuǎn)換為能夠使用優(yōu)化求解器直接求解的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型[m3]：

40、

41、約束條件：

42、

43、(x,y)∈ω(20)其中，τi表示需求產(chǎn)生點i聯(lián)程乘客的出行總引力，τi＝∑j∈j∑r∈rbijryjr+1；fi(y)表示需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程乘客在給定各定制公交站點服務(wù)水平等級情形下選擇定制公交服務(wù)的相對斥力，fi(y)＝1/τi；需求產(chǎn)生點i的聯(lián)程旅客選擇除定制公交以外的其他方式的出行方式分擔率βi需不低于需求產(chǎn)生點i的相對斥力fi(y)，即βi≥fi(y)，則βiτi≥1；s3.3、運用優(yōu)化求解器求解混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型[m3]，生成面向聯(lián)程旅客樞紐銜接需求場景的定制公交最優(yōu)站點集和每個站點需配置的定制公交服務(wù)水平等級。

44、本發(fā)明另一方面提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)本發(fā)明中任一項所述方法的步驟。

45、本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)本發(fā)明中任一項所述方法的步驟。

46、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用以上技術(shù)方案的有益技術(shù)效果如下：

47、不同于現(xiàn)有的聚類算法或直接選擇傳統(tǒng)公交站點的選址策略，本發(fā)明考慮了定制公交服務(wù)和其他出行方式的服務(wù)引力，創(chuàng)新性地將服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)函數(shù)嵌入定制公交站點選址問題，從而提升了定制公交站點選址的科學性與合理性。有助于完善旅客在市內(nèi)段的出行體驗，吸引旅客選擇定制公交方式出行。服務(wù)聯(lián)動效應(yīng)的服務(wù)水平對聯(lián)程旅客客流量的影響機理不同，從而產(chǎn)生的一種基于服務(wù)水平等級的聯(lián)動效應(yīng)，考慮聯(lián)動效應(yīng)的定制公交資源配置優(yōu)化可以提高整體服務(wù)的效率和質(zhì)量，增強服務(wù)的競爭力。通過制定各站點特定服務(wù)水平等級的定制公交服務(wù)，其服務(wù)品質(zhì)可與其他出行方式形成良性競爭優(yōu)勢，有助于完善聯(lián)程出行旅客在市內(nèi)段的出行服務(wù)品質(zhì)，進而提升旅客在使用綜合客運交通系統(tǒng)的出行體驗。