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考虑模块化公交供应限制的双模式早通勤均衡分析
1
作者
李传耀
章孟丹
唐铁桥
《交通运输系统工程与信息》
北大核心
2025年第5期205-214,共10页
自动驾驶技术的快速发展有助于缓解城市交通拥堵,但其引发的出行需求激增可能加剧单车运输的供需失衡问题。模块化公交通过动态编组突破单车运力限制,与自动驾驶私家车形成运力协同,为破解早高峰通勤供需失衡提供新路径。本文构建自动...
自动驾驶技术的快速发展有助于缓解城市交通拥堵,但其引发的出行需求激增可能加剧单车运输的供需失衡问题。模块化公交通过动态编组突破单车运力限制,与自动驾驶私家车形成运力协同,为破解早高峰通勤供需失衡提供新路径。本文构建自动驾驶环境下模块化公交与私家车共存的双模式瓶颈模型,推导公交供应限制下早高峰通勤均衡解,并探究以最小化出行成本和最大化运营商收益为目标的供应策略。研究结果表明:当模块化公交供应不足时,提高初始供应量或供应速率虽然能够满足通勤者的出行需求和缓解部分供需矛盾,但总出行成本会持续上升;存在两个供应速率的临界点,分别使初始和最终供应量的边际贡献为0,优化运营收益的关键在于动态调整初始和最终供应量的组合;初始供应量与供应速率直接影响出行模式切换时的排队长度,进而影响私家车通勤者的排队成本与居家等待时间;在高供应速率下,提升初始供应量可有效减少通勤等待时长。本文将模块化公交供应限制纳入双模式交通均衡框架,提出的协同供应策略为单瓶颈场景下缓解早高峰拥堵和优化模块化公交动态调度提供理论支撑。
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关键词
智能交通
双模式均衡
瓶颈模型
自动驾驶
模块化公交
供应限制
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职称材料
模块化公交车辆调度研究综述
2
作者
宋翠颖
丁杰
张春波
《交通运输系统工程与信息》
北大核心
2025年第4期175-192,共18页
模块化公交车辆(Modular Transit Vehicles, MTV)作为一种创新的公共交通工具,其核心特点是能够根据需求灵活地组合与拆分模块单元,优化公共交通系统的资源利用率、运营效率和乘客舒适度。近年来,随着智能交通技术的发展,MTV的调度策略...
模块化公交车辆(Modular Transit Vehicles, MTV)作为一种创新的公共交通工具,其核心特点是能够根据需求灵活地组合与拆分模块单元,优化公共交通系统的资源利用率、运营效率和乘客舒适度。近年来,随着智能交通技术的发展,MTV的调度策略成为研究热点,为此,本文总结与分析MTV调度和评价方法的研究现状。首先,介绍如何对已有的MTV调度研究进行分类以及各类别包含的研究内容;其次,分类整理MTV调度的相关研究,并总结MTV的评价指标,分类方式主要根据已有研究中MTV的调度服务范围进行划分(单线路服务范围和线路网服务范围),再根据模块化单元之间可组合与拆分的站点位置和MTV运行线路的特点进一步细分(固定/弹性单线路调度和固定/灵活线路网调度),此外,还涵盖MTV具体的服务模式(常规公交、接驳公交、直达公交、穿梭公交、需求响应式公交和定制公交);最后,总结研究内容中存在的不足,为未来潜在研究方向提供建议,深入探讨乘客车内换乘方案、MTV充换电策略、丰富MTV研究场景以及关注MTV基础设施建设,并重视公众对模块化公交车辆的认识度。
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关键词
城市交通
模块化公交
研究综述
车辆调度
智能交通
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职称材料
自动驾驶模块化公交服务优化研究
3
作者
张积昱
唐春艳
《华南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第8期42-49,共8页
随着智能网联技术和自动驾驶技术的快速发展,新兴的自动驾驶模块化公交在公共交通领域受到极大的关注。它可通过车辆间的自由组合/分离操作,实现公交容量的灵活设计,以适应客流时空分布不均的需求。然而既有的全程式服务模式,难以充分...
随着智能网联技术和自动驾驶技术的快速发展,新兴的自动驾驶模块化公交在公共交通领域受到极大的关注。它可通过车辆间的自由组合/分离操作,实现公交容量的灵活设计,以适应客流时空分布不均的需求。然而既有的全程式服务模式,难以充分发挥模块化公交的灵活运营特性以高效满足乘客的差异化需求。因此,提出一种面向自动驾驶模块化公交的新服务模式,该模式充分结合模块化公交车的自由组合/分离特性以及跳站策略的差异化服务优势,实现公交线路供给的高效化、差异化服务设计。首先采用离散时间建模方法和拓展的Newell理论,以乘客出行成本和企业运营成本最小为优化目标,构建自动驾驶模块化公交跳站服务优化模型,实现发车间隔、发车编组及跳站计划的同时优化;其中,通过对Newell理论进行拓展,使其由计算单个站点的乘客等待时间和在途时间,拓展为从整个系统角度高效计算乘客等待时间和在途时间,极大地降低了建模的复杂度。其次,以丹东市公交110路线路为例,给出优化后的运营方案,并在平峰和高峰时段与传统固定容量公交服务模式和模块化公交全程式服务模式进行比较。结果表明:该研究提出的模块化公交跳站服务模式极大地降低系统总成本,节约3.34%~24.65%,其中,乘客等待时间成本和在途时间成本分别节约7.49%~48.52%和2.31%~6.28%;此外,在高峰时段,模块化公交发车频率较平峰时段更加密集,且倾向于采用低容量编组和跳站服务策略。
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关键词
运输工程
模块化公交
跳站策略
时变客流
容量设计
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职称材料
模块化公交系统车辆单元动态编组方案优化
被引量:
3
4
作者
岳昊
董显龙
+2 位作者
王力
曲秋莳
张旭
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期160-172,共13页
为研究基于模块化公交系统的车辆单元路段运行动态编组方案优化问题,首先,构建车辆单元方向分配与位置调整的两阶段联合优化模型。第1阶段,构建以乘客换乘次数最少为目标的整数线性规划模型,实现车辆单元最佳方向分配与增补车辆单元数计...
为研究基于模块化公交系统的车辆单元路段运行动态编组方案优化问题,首先,构建车辆单元方向分配与位置调整的两阶段联合优化模型。第1阶段,构建以乘客换乘次数最少为目标的整数线性规划模型,实现车辆单元最佳方向分配与增补车辆单元数计算;第2阶段,构建以位置调整时间最小和车内换乘时间最小的双目标混合整数非线性规划模型,实现车辆单元动态编组方案优化。其次,构建模型的求解算法,利用CPLEX求解器求解第1阶段车辆单元分配模型,设计非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解第2阶段车辆编队位置调整模型。最后,算例验证构建模型及求解算法的有效性,并定量探究不同车辆单元容量下的车辆单元动态编组效率与公交载客率变化。算例结果表明:在模块化公交车辆单元容量一定增幅内,模块化公交车辆单元动态编组效率会随着车辆单元容量的增加而提高;而车辆单元容量增幅太大,不仅不会提高动态编组效率,反而会降低车辆编队的载客率,造成模块化公交车辆编队运力过剩。
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关键词
城市交通
动态编组方案优
化
两阶段联合优
化
模型
模块化公交
车辆单元
NSGA-Ⅱ
车内换乘
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职称材料
考虑空间需求不均的模块化公交线路运行方案优化研究
被引量:
3
5
作者
易洪波
刘昱岗
王童语
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024年第4期166-175,共10页
传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线...
传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线路运行方案的优化模型,所构建模型为混合整数非线性规划(Mixed Integer-Nonlinear Program,MINLP)模型,模型决策变量包括车队的运行方案以及模块化公交单元的运行方案。为方便求解,采用时间离散化手段,通过一系列方法将所构建的MINLP模型转化为易于求解的混合整数线性规划(Mixed Integer-Linear Program,MILP)模型,并基于成都市真实公交线路与乘客需求数据进行案例分析。实验结果表明,与传统容量固定式公交相比,模块化公交的应用能够使乘客成本降低11.44%,运营成本降低31.35%,综合降低20.32%的系统总成本。敏感性分析实验结果分析了系统供给与需求变化对系统成本产生的影响。
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关键词
城市交通
运行方案优
化
混合整数非线性优
化
模型
模块化公交
时间离散
化
Gurobi
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职称材料
题名
考虑模块化公交供应限制的双模式早通勤均衡分析
1
作者
李传耀
章孟丹
唐铁桥
机构
中南大学
北京航空航天大学
出处
《交通运输系统工程与信息》
北大核心
2025年第5期205-214,共10页
基金
国家自然科学基金(72271248)
中国工程院院地合作重大项目(2024-DFZD-57)。
文摘
自动驾驶技术的快速发展有助于缓解城市交通拥堵,但其引发的出行需求激增可能加剧单车运输的供需失衡问题。模块化公交通过动态编组突破单车运力限制,与自动驾驶私家车形成运力协同,为破解早高峰通勤供需失衡提供新路径。本文构建自动驾驶环境下模块化公交与私家车共存的双模式瓶颈模型,推导公交供应限制下早高峰通勤均衡解,并探究以最小化出行成本和最大化运营商收益为目标的供应策略。研究结果表明:当模块化公交供应不足时,提高初始供应量或供应速率虽然能够满足通勤者的出行需求和缓解部分供需矛盾,但总出行成本会持续上升;存在两个供应速率的临界点,分别使初始和最终供应量的边际贡献为0,优化运营收益的关键在于动态调整初始和最终供应量的组合;初始供应量与供应速率直接影响出行模式切换时的排队长度,进而影响私家车通勤者的排队成本与居家等待时间;在高供应速率下,提升初始供应量可有效减少通勤等待时长。本文将模块化公交供应限制纳入双模式交通均衡框架,提出的协同供应策略为单瓶颈场景下缓解早高峰拥堵和优化模块化公交动态调度提供理论支撑。
关键词
智能交通
双模式均衡
瓶颈模型
自动驾驶
模块化公交
供应限制
Keywords
intelligent transportation
bi-mode equilibrium
bottleneck model
autonomous modular bus
supply constraints
分类号
U491.2 [交通运输工程—交通运输规划与管理]
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职称材料
题名
模块化公交车辆调度研究综述
2
作者
宋翠颖
丁杰
张春波
机构
石家庄铁道大学河北省交通安全与控制重点实验室
石家庄铁道大学交通运输学院
出处
《交通运输系统工程与信息》
北大核心
2025年第4期175-192,共18页
基金
中央引导地方科技发展资金(236Z0805G)
河北省自然科学基金(E2024210032)。
文摘
模块化公交车辆(Modular Transit Vehicles, MTV)作为一种创新的公共交通工具,其核心特点是能够根据需求灵活地组合与拆分模块单元,优化公共交通系统的资源利用率、运营效率和乘客舒适度。近年来,随着智能交通技术的发展,MTV的调度策略成为研究热点,为此,本文总结与分析MTV调度和评价方法的研究现状。首先,介绍如何对已有的MTV调度研究进行分类以及各类别包含的研究内容;其次,分类整理MTV调度的相关研究,并总结MTV的评价指标,分类方式主要根据已有研究中MTV的调度服务范围进行划分(单线路服务范围和线路网服务范围),再根据模块化单元之间可组合与拆分的站点位置和MTV运行线路的特点进一步细分(固定/弹性单线路调度和固定/灵活线路网调度),此外,还涵盖MTV具体的服务模式(常规公交、接驳公交、直达公交、穿梭公交、需求响应式公交和定制公交);最后,总结研究内容中存在的不足,为未来潜在研究方向提供建议,深入探讨乘客车内换乘方案、MTV充换电策略、丰富MTV研究场景以及关注MTV基础设施建设,并重视公众对模块化公交车辆的认识度。
关键词
城市交通
模块化公交
研究综述
车辆调度
智能交通
Keywords
urban traffic
modular transit
literature review
vehicle scheduling
intelligent transportation
分类号
U491.1 [交通运输工程—交通运输规划与管理]
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职称材料
题名
自动驾驶模块化公交服务优化研究
3
作者
张积昱
唐春艳
机构
长安大学运输工程学院
大连海事大学交通运输工程学院
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第8期42-49,共8页
基金
辽宁省社会科学规划基金重点项目(L22AGL005)。
文摘
随着智能网联技术和自动驾驶技术的快速发展,新兴的自动驾驶模块化公交在公共交通领域受到极大的关注。它可通过车辆间的自由组合/分离操作,实现公交容量的灵活设计,以适应客流时空分布不均的需求。然而既有的全程式服务模式,难以充分发挥模块化公交的灵活运营特性以高效满足乘客的差异化需求。因此,提出一种面向自动驾驶模块化公交的新服务模式,该模式充分结合模块化公交车的自由组合/分离特性以及跳站策略的差异化服务优势,实现公交线路供给的高效化、差异化服务设计。首先采用离散时间建模方法和拓展的Newell理论,以乘客出行成本和企业运营成本最小为优化目标,构建自动驾驶模块化公交跳站服务优化模型,实现发车间隔、发车编组及跳站计划的同时优化;其中,通过对Newell理论进行拓展,使其由计算单个站点的乘客等待时间和在途时间,拓展为从整个系统角度高效计算乘客等待时间和在途时间,极大地降低了建模的复杂度。其次,以丹东市公交110路线路为例,给出优化后的运营方案,并在平峰和高峰时段与传统固定容量公交服务模式和模块化公交全程式服务模式进行比较。结果表明:该研究提出的模块化公交跳站服务模式极大地降低系统总成本,节约3.34%~24.65%,其中,乘客等待时间成本和在途时间成本分别节约7.49%~48.52%和2.31%~6.28%;此外,在高峰时段,模块化公交发车频率较平峰时段更加密集,且倾向于采用低容量编组和跳站服务策略。
关键词
运输工程
模块化公交
跳站策略
时变客流
容量设计
Keywords
transportation engineering
modular bus
skip-stop strategy
time-varying passenger demand
capacity design
分类号
U491.17 [交通运输工程—交通运输规划与管理]
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职称材料
题名
模块化公交系统车辆单元动态编组方案优化
被引量:
3
4
作者
岳昊
董显龙
王力
曲秋莳
张旭
机构
北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室
北京交通大学交通运输学院
北京交通运输职业学院
河南工业大学
出处
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期160-172,共13页
基金
国家自然科学基金(71771013)
中央高校基本科研业务费专项资金(2019JBM341)。
文摘
为研究基于模块化公交系统的车辆单元路段运行动态编组方案优化问题,首先,构建车辆单元方向分配与位置调整的两阶段联合优化模型。第1阶段,构建以乘客换乘次数最少为目标的整数线性规划模型,实现车辆单元最佳方向分配与增补车辆单元数计算;第2阶段,构建以位置调整时间最小和车内换乘时间最小的双目标混合整数非线性规划模型,实现车辆单元动态编组方案优化。其次,构建模型的求解算法,利用CPLEX求解器求解第1阶段车辆单元分配模型,设计非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解第2阶段车辆编队位置调整模型。最后,算例验证构建模型及求解算法的有效性,并定量探究不同车辆单元容量下的车辆单元动态编组效率与公交载客率变化。算例结果表明:在模块化公交车辆单元容量一定增幅内,模块化公交车辆单元动态编组效率会随着车辆单元容量的增加而提高;而车辆单元容量增幅太大,不仅不会提高动态编组效率,反而会降低车辆编队的载客率,造成模块化公交车辆编队运力过剩。
关键词
城市交通
动态编组方案优
化
两阶段联合优
化
模型
模块化公交
车辆单元
NSGA-Ⅱ
车内换乘
Keywords
urban traffic
modular bus unit formation
two-stage joint optimization model
modular bus unit
NSGA-II
in-motion transfer
分类号
U121 [交通运输工程]
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职称材料
题名
考虑空间需求不均的模块化公交线路运行方案优化研究
被引量:
3
5
作者
易洪波
刘昱岗
王童语
机构
西南交通大学交通运输与物流学院
西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室
西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室
纽约大学阿布扎比分校
出处
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024年第4期166-175,共10页
基金
国家自然科学基金(51774241)
国家留学基金管理委员会奖学金(202307000073)。
文摘
传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线路运行方案的优化模型,所构建模型为混合整数非线性规划(Mixed Integer-Nonlinear Program,MINLP)模型,模型决策变量包括车队的运行方案以及模块化公交单元的运行方案。为方便求解,采用时间离散化手段,通过一系列方法将所构建的MINLP模型转化为易于求解的混合整数线性规划(Mixed Integer-Linear Program,MILP)模型,并基于成都市真实公交线路与乘客需求数据进行案例分析。实验结果表明,与传统容量固定式公交相比,模块化公交的应用能够使乘客成本降低11.44%,运营成本降低31.35%,综合降低20.32%的系统总成本。敏感性分析实验结果分析了系统供给与需求变化对系统成本产生的影响。
关键词
城市交通
运行方案优
化
混合整数非线性优
化
模型
模块化公交
时间离散
化
Gurobi
Keywords
urban traffic
route optimization
mixed integer-nonlinear program(MINLP)
modular bus
time discretization
Gurobi
分类号
U121 [交通运输工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑模块化公交供应限制的双模式早通勤均衡分析
李传耀
章孟丹
唐铁桥
《交通运输系统工程与信息》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
模块化公交车辆调度研究综述
宋翠颖
丁杰
张春波
《交通运输系统工程与信息》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
自动驾驶模块化公交服务优化研究
张积昱
唐春艳
《华南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
模块化公交系统车辆单元动态编组方案优化
岳昊
董显龙
王力
曲秋莳
张旭
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
5
考虑空间需求不均的模块化公交线路运行方案优化研究
易洪波
刘昱岗
王童语
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2024
3
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