公交车调度优化：整数规划模型与实践

本文介绍了如何利用数学建模方法解决公交车调度问题，以最小化公交车运营所需的车辆数为目标。在建立模型时，考虑了乘客需求、公交公司成本和运营效率等因素。模型的目标函数是使得上行方向起点站和下行方向起点站所停公交车数之和最小，同时确保乘客的等待时间和车辆的满载率在合理范围内。 首先，模型设定了约束条件，包括每段时间内上、下行方向的发车次数限制，以保证乘客能够及时乘车。为了维护公交系统的平衡，模型要求上行和下行方向的发车次数在一天内应相等。此外，起点站需始终保持至少一辆公交车供乘客上下，以减少候车时间。模型还规定了公交车的载客量、平均速度、满载率和候车时间的上限，以及每个时段发车次数应为整数。 在实践部分，模型被应用于某特大城市的一条公交线路，使用实际的客流和运营数据进行检验。通过数据预处理，计算出路线长度、单程运行时间，并以此为基础将一天划分为18个时段。根据乘客在各站点的上下车数量，可以确定每个时段各站点的拥挤程度和最大载客量。 公交车调度问题是一个典型的整数规划问题，涉及到运筹学中的优化算法。通过调整发车时间间隔，可以平衡乘客等待时间和公交公司的运营成本，以达到平均满载率的最佳状态。这个问题的研究不仅有助于提高公交系统的运营效率，还能为公交公司的决策提供科学依据，同时提升乘客的出行体验。 关键词：公交车调度，整数规划，平均满载率 此模型的应用和研究对于城市交通管理具有重要的现实意义，可为其他城市公交系统的优化提供参考。未来的研究可能涉及更复杂的因素，如实时的交通状况、天气影响、乘客行为模式变化等，以构建更为精确和动态的调度模型。