一种模块化公交运行动态编组方法、系统、装置及介质

1.本发明涉及公交车编组技术领域，尤其涉及一种模块化公交运行动态编组方法、系统、装置及介质。


背景技术：

2.在城市公交系统中，单个大型公交车因为载客量不足而造成的能源浪费现象普遍存在，另一方面，由于公交车数量有限，乘客需求经常得不到充分满足。同时公交车之间独立运行，信息采集和通信困难，道路资源利用率较低。模块化公交可通过不同功能车厢间的拆卸和重新组装，实现动态编组，协调车辆的运行，但目前尚缺乏一个能平衡流量需求，优化供给形式的公交车编组方法，同时实现车辆运行过程中无缝换乘和门到门服务。


技术实现要素：

3.为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种模块化公交运行动态编组方法、系统、装置及介质，根据模块化公交运行特点和实时需求信息，动态调整模块化公交的编组类型，提升乘客换乘效率、减少等待时间、提升公交整体上座率，从而节约运营成本，实现模块化公交绿色高效运行。
4.本发明所采用的技术方案是：
5.一种模块化公交运行动态编组方法，包括以下步骤：
6.采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间；
7.根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，其中车厢按功能分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，初始编组中至少配备一个驱动车厢；
8.初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组；
9.各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。
10.进一步地，所述采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间，包括：
11.通过视频监控设备、站点历史数据或者app预定信息，采集模块化公交线路和初始区间各站点的实时乘客需求；
12.根据历史出行od、实时乘客需求、客流量、区间内门服务需求，将公交线路上的各站点按照顺序划分为多个站与站间的行驶区间；其中，行驶区间定义为线路中站与站间的区域，将每个站与站间区域按照各服务类型的繁忙程度划分为站繁忙行驶区间、门繁忙行驶区间、繁忙行驶区间以及非繁忙行驶区间；
13.根据站点和初始编组运输能力，合并相同繁忙程度的站间行驶区间得到模块化公交编组行驶区间。
14.进一步地，三种车型的功能具体如下：
15.驱动车厢：模块化公交的动力车厢，其只能在公交主干线上行驶，载客人数固定；客流较少时可以作为换乘车厢供乘客行驶中换乘；
16.灵活车厢：在公交支线上行驶，按照乘客需求匹配目的地，实现门到门的公交服务；可在公交干线上与换乘车厢之间进行灵活拆分和组合，实现无缝换乘和减少能源消耗，实现模块化公交换乘的灵活编组；具有驱动车厢同样的驱动系统，干线上接入驱动车厢编组后，驱动系统自动断开；
17.换乘车厢：只能在公交主干线上行驶，可与驱动车厢组合，提升模块化公交干线载运能力；换乘车厢另一主要作用为：连接灵活车厢实现乘客行驶中换乘，或用于车辆运行过程中暂时容纳换乘乘客，直至乘客换乘至下一个灵活车厢前往门目的地，实现模块化公交换乘灵活编组；换乘车厢具有较低规格的驱动系统，接入驱动车厢后，驱动系统自动断开。
18.进一步地，所述根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，包括：
19.a1、获取模块化公交所运行线路的历史需求数据和实时需求；
20.a2、初始编组的载运量，表达式如下：
[0021][0022]
式中，α为需求记录系数；w
h,t
为历史数据中t时段乘客需求，n
t
为历史数据总条数；ws为该模块化公交运行站点集合s中每个站点在发车时刻的乘客需求，ns为线路中站点总数；
[0023]
a3、根据载运量c
initial
及各车型的额定载运量，组合驱动车与换乘车，形成初始编组；初始编组遵循以下条件：
[0024]cinitial
≤c
drive
+n
t
×ctransit
[0025]
式中，其中，c
drive
表示驱动车载运量，c
transit
为换乘车载运量，n
t
为换乘车数量；
[0026]
a4、获得由1架次驱动车厢和n
t
辆换乘车厢组成的初始编组。
[0027]
进一步地，所述初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组，包括：
[0028]
模块化公交初始编组出发后，继续采集下一个行驶区间各站点的乘客需求数据；
[0029]
以实现最小化乘客站点等待、换乘等待时间和最大化上座率为目标进行车厢调度和动态编组；
[0030]
确定车辆编组长度、载运量限制，以满足门与站服务需求和换乘需求的约束条件。
[0031]
进一步地，所述预设目标的表达式为：
[0032]
[0033]
对于乘客pi而言，其候车时间的计算公式为：
[0034][0035]
行驶区间内，模块化公交编组载运量c
total
的计算公式为：
[0036][0037]
对于乘客pi而言，乘客换乘等待时间为乘客需要进入换乘车厢或驱动车厢等待灵活车，到灵活车接驳完成乘客换乘的时间，其计算公式为：
[0038][0039]
其中，表示为编组中驱动车厢数，表示单个驱动车厢载运量，表示编组中换乘车厢数，表示单个换乘车厢载运量，表示编组中灵活车厢数，表示单个灵活车厢载运量；n
p
表示行驶区间内所有乘客需求数，t
off-transit
表示换乘乘客结束换乘等待的时刻，t
on-transit
表示换乘乘客开始等待换乘的时刻。
[0040]
进一步地，所述约束条件为：
[0041]
每个车队编组要求有且仅有一个驱动车厢；车队编组的额定载客量大于乘客需求量；车队编组灵活车载客量满足换乘乘客需求；出于道路安全考虑，车队最大编组长度不能超过阈值；约束条件的表达式为：
[0042][0043]
其中，为行驶区间内所有换乘需求数；n
max
为编组车队最大长度限制。
[0044]
本发明所采用的另一技术方案是：
[0045]
一种模块化公交运行动态编组系统，包括：
[0046]
数据采集模块，用于采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间；
[0047]
公交编组模块，用于根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，其中车厢按功能分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，初始编组中至少配备一个驱动车厢；
[0048]
动态编组模块，用于初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组；
[0049]
公交运行模块，用于各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。
[0050]
本发明所采用的另一技术方案是：
[0051]
一种模块化公交运行动态编组装置，包括：
[0052]
至少一个处理器；
[0053]
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0054]
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
[0055]
本发明所采用的另一技术方案是：
[0056]
一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
[0057]
本发明的有益效果是：本发明采集了实时全面的公交需求，实现了需求响应的公交动态编组。同时设计了乘客在车辆运行过程中通过车厢动态换乘的模式，提供了门到门的公交服务。本发明可为公交车的编组提供更高效和节能的方案，提升公交运营的运输效率和服务效益，降低运力浪费，具有实际推广价值。
附图说明
[0058]
为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
[0059]
图1是本发明实施例中模块化公交动态编组效果图；
[0060]
图2是本发明实施例中不同行驶区间状态下模块化公交动态编组方式示意图；
[0061]
图3是本发明实施例中乘客模块化公交出行需求及站点分布示意图；；
[0062]
图4是本发明实施例中模块化公交编组行驶区间划分示意图；
[0063]
图5是本发明实施例中模块化公交动态编组示意图；
[0064]
图6是本发明实施例中一种模块化公交运行动态编组方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0065]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0066]
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0067]
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0068]
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
[0069]
术语解释：
[0070]
门服务：“门”服务即区别于公交行驶于干线站点间提供的“站”服务，指的是模块化公交中灵活车于“门”接驳点将乘客接驳至目标站点或另一“门”接驳点的公交运输服务过程。
[0071]
站繁忙：模块化公交运行干线的行驶区间中，公交运输服务为繁忙状态，且“站”服务为主要服务类型。
[0072]
门繁忙：模块化公交运行干线的行驶区间中，公交运输服务为繁忙状态，且“门”服务为主要服务类型。
[0073]
繁忙：模块化公交运行干线的行驶区间中，公交运输服务中“门”服务与“站”服务均为繁忙状态。
[0074]
非繁忙：模块化公交运行干线的行驶区间中，公交运输服务中“门”服务与“站”服务均为非繁忙状态。
[0075]
如图6所示，本实施例提供一种模块化公交运行动态编组方法，包括以下步骤：
[0076]
s1、采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间。
[0077]
其中，步骤s1具体包括步骤s11-s14：
[0078]
s11、通过视频监控设备、站点历史数据、app预定信息等，采集模块化公交线路和初始区间各站点的实时乘客需求。
[0079]
s12、根据历史出行od、实时需求、客流量、区间内“门服务”需求，将公交线路上的各站点按照顺序划分为多个站与站间的行驶区间。
[0080]
s13、行驶区间定义为线路中站与站间的区域，将线路初步将每个站与站间区域按照各服务类型的繁忙程度划分为“站繁忙”、“门繁忙”、繁忙以及非繁忙行驶区间。
[0081]
s14、根据站点和初始编组运输能力，合并相同繁忙程度的站间行驶区间得到模块化公交编组行驶区间。
[0082]
通过视频监控设备、站点历史数据、app预定信息等各种智能设备获取多源信息，根据历史出行od、客流量、区间内“门服务”需求，将公交线路上的各站点按照顺序划分为多个行驶区间，方便信息采集和车队编组。行驶区间定义为线路中站与站间的区域，其划分根据历史出行od、客流量、区间内“门服务”需求，将线路初步按照划分为“站繁忙”、“门繁忙”、繁忙以及非繁忙行驶区间。得到初始区间内各站点的乘客需求，包括客流量、出发和到达站点的时刻、od信息和换乘信息等，根据站点和初始编组运输能力，合并相同繁忙程度的站间行驶区间得到模块化公交编组行驶区间。
[0083]
s2、根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，其中车厢按功能分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，初始编组中至少配备一个驱动车厢。
[0084]
模块化公交车厢按功能可分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，各车厢的特征参照以下内容：
[0085]
驱动车厢：模块化公交的动力车厢，其只能在公交主干线上行驶，载客人数固定。
客流较少时也可以作为换乘车厢供乘客行驶中换乘。
[0086]
灵活车厢：在公交支线上行驶，按照乘客需求匹配目的地，实现门到门的公交服务。也可在公交干线上与换乘车厢之间进行灵活拆分和组合，实现无缝换乘和减少能源消耗，实现模块化公交换乘的灵活编组。具有驱动车厢同样的驱动系统，干线上接入驱动车厢编组后，驱动系统自动断开。
[0087]
换乘车厢：只能在公交主干线上行驶，可与驱动车厢组合，提升模块化公交干线载运能力。其另一主要作用为，连接灵活车厢实现乘客行驶中换乘，或用于车辆运行过程中暂时容纳换乘乘客，直至其换乘至下一个灵活车厢前往“门”目的地，实现模块化公交换乘灵活编组。其具有较低规格的驱动系统，接入驱动车厢后，驱动系统自动断开。
[0088]
步骤s2具体包括s21-s24：
[0089]
s21、获取模块化公交所运行线路的历史需求数据和实时需求。
[0090]
s22、获得初始编组的最低载运量，遵循以下公式：
[0091][0092]
其中，α为需求记录系数；为历史数据中ti时段乘客需求，n
t
为历史数据总条数；ws为该模块化公交运行站点集合s中每个站点在发车时刻的乘客需求，ns为线路中站点总数。
[0093]
s23、根据载运量c
initial
及各车型的额定载运量，组合驱动车与换乘车，形成初始编组。初始编组遵循以下条件：
[0094]cinitial
≤c
drive
+n
t
×ctransit
[0095]
其中，c
drive
表示驱动车载运量，c
transit
为换乘车载运量，n
t
为换乘车数量。
[0096]
s24、得到由1架次驱动车厢和n
t
辆换乘车厢组成的初始编组。
[0097]
s3、初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组。
[0098]
假设条件为：
[0099]
a)编组车队各车厢的电量充足，能完成满足乘客需求的行驶任务，中途无需充电。
[0100]
b)每个区间都有充足可供调度的车厢，系统的整体容量没有限制。
[0101]
c)模块化公交编组的变化过程有专用车道供其安全的进行组合与拆分，且在此过程中能够运行安全。
[0102]
预设目标为：最小乘客等待时间；最大各车厢整体上座率；最小乘客换乘时间。定义如下式：
[0103][0104]
其中，为乘客pi到站点后等待的时间；c
total
为模块化公交编组驱动组和换乘
组的总载运量，n
p
为乘客数。为乘客的换乘等待时间；为编组中驱动车厢数，为单个驱动车厢载运量。
[0105]
约束条件包括：
[0106]
每个车队编组要求有且仅有一个驱动车厢；车队编组的额定载客量大于乘客需求量；车队编组灵活车载客量满足换乘乘客需求；最后，出于道路安全考虑，车队最大编组长度不能超过阈值。约束条件定义如下式：
[0107][0108]
在上述系列计算式子中，相关参数定义：为编组中换乘车厢数，为单个换乘车厢载运量；为编组中灵活车厢数，为单个灵活车厢载运量；n
p
为行驶区间内所有乘客需求数；为行驶区间内所有换乘需求数；n
max
为编组车队最大长度限制。
[0109]
s4、各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。
[0110]
各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。
[0111]
以下结合附图和具体实施例对上述方法进行详细说明。
[0112]
图1描述了模块化公交动态编组下编组效果图，图2描述了不同的形式区间状态下模块化公交动态编组方式图，通过组合不同功能的车厢满足实时的出行需求，同时在需求较少时，减少编组运载负荷，提升运力资源利用效率。图3描述了乘客模块化公交出行需求及站点分布。图4描述了模块化公交编组行驶区间划分，合并相同繁忙程度，其中站点2到站点5合并为繁忙行驶区间，站点5到站点7合并为站繁忙行驶区间。图5描述模块化公交动态编组，整体地呈现了基于各站的乘客需求情况，动态地调节模块化公交的编组情况。
[0113]
在一条公交干线上，共设有8个干线站点，及若干个公交支线的灵活车接驳点。模块化公交各功能车厢属性如表1所示，乘客od需求如表2所示，各站间分段繁忙程度如表3所示。
[0114]
表1各功能车厢属性
[0115]
车厢类别载客量(人)驱动方式其他驱动车厢6较高规格驱动模块-换乘车厢8较低规格驱动模块驱动模块接入编组自动停止运行灵活车厢6与驱动车厢一致驱动模块接入编组自动停止运行
[0116]
表2乘客od需求
[0117][0118][0119]
表3站间分段繁忙类别
[0120][0121]
步骤1：获取实时乘客需求，得到模块化公交行驶区间；
[0122]
模块化公交行驶区间及繁忙程度如表4所示：
[0123]
表4模块化公交行驶区间及需求表
[0124]
[0125]
步骤2：根据编组方法，结合各车厢属性，获得初始化编组；
[0126]
参见图5，初始化编组为：1辆驱动车厢组和1辆换乘车厢。
[0127]
步骤3：根据编组方法与行驶区间，以及实时乘客需求情况，动态化编组模块化公交；参见图5，动态化编组结果如表5所示：
[0128]
表5模块化公交动态编组结果表
[0129][0130][0131]
综上所述，本实施例提供一种模块化公交运行动态编组方法，根据模块化公交运行特点和实时需求信息，动态调整模块化公交的编组类型，提升乘客换乘效率、减少等待时间、提升公交整体上座率，从而节约运营成本，实现模块化公交绿色高效运行。
[0132]
本实施例还提供一种模块化公交运行动态编组系统，包括：
[0133]
数据采集模块，用于采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间；
[0134]
公交编组模块，用于根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，其中车厢按功能分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，初始编组中至少配备一个驱动车厢；
[0135]
动态编组模块，用于初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组；
[0136]
公交运行模块，用于各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。
[0137]
本实施例的一种模块化公交运行动态编组系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种模块化公交运行动态编组方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
[0138]
本实施例还提供一种模块化公交运行动态编组装置，包括：
[0139]
至少一个处理器；
[0140]
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
[0141]
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现图6所示方法。
[0142]
本实施例的一种模块化公交运行动态编组装置，可执行本发明方法实施例所提供的一种模块化公交运行动态编组方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
[0143]
本技术实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图6所示的方法。
[0144]
本实施例还提供了一种存储介质，存储有可执行本发明方法实施例所提供的一种模块化公交运行动态编组方法的指令或程序，当运行该指令或程序时，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
[0145]
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
[0146]
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
[0147]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0148]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0149]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存
储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0150]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0151]
在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0152]
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
[0153]
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，包括以下步骤：采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间；根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，其中车厢按功能分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，初始编组中至少配备一个驱动车厢；初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组；各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。2.根据权利要求1所述的一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，所述采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间，包括：通过视频监控设备、站点历史数据或者app预定信息，采集模块化公交线路和初始区间各站点的实时乘客需求；根据历史出行od、实时乘客需求、客流量、区间内门服务需求，将公交线路上的各站点按照顺序划分为多个站与站间的行驶区间；其中，行驶区间定义为线路中站与站间的区域，将每个站与站间区域按照各服务类型的繁忙程度划分为站繁忙行驶区间、门繁忙行驶区间、繁忙行驶区间以及非繁忙行驶区间；根据站点和初始编组运输能力，合并相同繁忙程度的站间行驶区间得到模块化公交编组行驶区间。3.根据权利要求1所述的一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，三种车型的功能具体如下：驱动车厢：模块化公交的动力车厢，其只能在公交主干线上行驶，载客人数固定；灵活车厢：在公交支线上行驶，按照乘客需求匹配目的地，实现门到门的公交服务；可在公交干线上与换乘车厢之间进行灵活拆分和组合，实现无缝换乘和减少能源消耗，实现模块化公交换乘的灵活编组；具有驱动车厢同样的驱动系统，干线上接入驱动车厢编组后，驱动系统自动断开；换乘车厢：只能在公交主干线上行驶，可与驱动车厢组合，提升模块化公交干线载运能力；换乘车厢另一主要作用为：连接灵活车厢实现乘客行驶中换乘，或用于车辆运行过程中暂时容纳换乘乘客，直至乘客换乘至下一个灵活车厢前往门目的地，实现模块化公交换乘灵活编组；换乘车厢具有较低规格的驱动系统，接入驱动车厢后，驱动系统自动断开。4.根据权利要求3所述的一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，所述根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，包括：a1、获取模块化公交所运行线路的历史需求数据和实时需求；a2、初始编组的载运量，表达式如下：式中，α为需求记录系数；w
h,t
为历史数据中t时段乘客需求，n
t
为历史数据总条数；w
s
为
该模块化公交运行站点集合s中每个站点在发车时刻的乘客需求，n
s
为线路中站点总数；a3、根据载运量c
initial
及各车型的额定载运量，组合驱动车与换乘车，形成初始编组；初始编组遵循以下条件：c
initial
≤c
drive
+n
t
×
c
transit
式中，其中，c
drive
表示驱动车载运量，c
transit
为换乘车载运量，n
t
为换乘车数量；a4、获得由1架次驱动车厢和n
t
辆换乘车厢组成的初始编组。5.根据权利要求1所述的一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，所述初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组，包括：模块化公交初始编组出发后，继续采集下一个行驶区间各站点的乘客需求数据；以实现最小化乘客站点等待、换乘等待时间和最大化上座率为目标进行车厢调度和动态编组；确定车辆编组长度、载运量限制，以满足门与站服务需求和换乘需求的约束条件。6.根据权利要求5所述的一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，所述预设目标的表达式为：对于乘客p
i
而言，其候车时间的计算公式为：行驶区间内，模块化公交编组载运量c
total
的计算公式为：对于乘客p
i
而言，乘客换乘等待时间为乘客需要进入换乘车厢或驱动车厢等待灵活车，到灵活车接驳完成乘客换乘的时间，其计算公式为：其中，表示为编组中驱动车厢数，表示单个驱动车厢载运量，表示编组中换乘车厢数，表示单个换乘车厢载运量，表示编组中灵活车厢数，表示单个灵活车厢载运量；n
p
表示行驶区间内所有乘客需求数，t
off-transit
表示换乘乘客结束换乘等待的时刻，t
on-transit
表示换乘乘客开始等待换乘的时刻。7.根据权利要求6所述的一种模块化公交运行动态编组方法，其特征在于，所述约束条件为：
每个车队编组要求有且仅有一个驱动车厢；车队编组的额定载客量大于乘客需求量；车队编组灵活车载客量满足换乘乘客需求；出于道路安全考虑，车队最大编组长度不能超过阈值；约束条件的表达式为：其中，为行驶区间内所有换乘需求数；n
max
为编组车队最大长度限制。8.一种模块化公交运行动态编组系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间；公交编组模块，用于根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组，其中车厢按功能分为驱动车厢、灵活车厢和换乘车厢，初始编组中至少配备一个驱动车厢；动态编组模块，用于初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组；公交运行模块，用于各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。9.一种模块化公交运行动态编组装置，其特征在于，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-7任一项所述方法。10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述方法。

技术总结
本发明公开了一种模块化公交运行动态编组方法、系统、装置及介质，其中方法包括：采集模块化公交线路和初始区间各站点的乘客需求，以及将公交线路上各站点划分为多个行驶区间；根据行驶区间的需求情况进行模块化公交编组；初始编组出发后，采集下一个行驶区间中各站点的乘客需求数据，基于采集到的乘客需求数据，在行驶区间交替处根据预设目标进行车厢调度和动态编组；各车厢根据指令在行驶区间交界处进行拆分和组合，实现当前最优运行目标下的车队编组，继续下一区间，直到完成当前线路的运行。本发明采集了实时全面的公交需求，实现了需求响应的公交动态编组，可为公交车的编组提供更高效和节能的方案。本发明可广泛应用于公交车编组技术领域。交车编组技术领域。交车编组技术领域。


技术研发人员：裴明阳 林培群 彭瑾晗 洪源伯
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/6