(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111226984.1 (22)申请日 2021.10.21 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 凌帅　贾宁　马寿峰　李孟洋　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 代理人 韩迎之 (51)Int.Cl. G06Q 10/10(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 7/00(2006.01) (54)发明名称 基于仿真的公交排班优化方法、 系统及可存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于仿真的公交排班优 化方法、 系统及可存储介质， 涉及公共交通技术 领域， 该方法包括： 采集客流仪数据； 基于 所述客 流仪数据， 拟合乘客到达规律， 建立贴合实际情 况的客流仿真生成模型， 获取仿真客流数据； 基 于所述仿真客流数据， 模拟线路的运行状态； 基 于所述仿真客流数据和线路的运行状态， 沿自变 量的梯度方向对各车次的发车时间逐步进行优 化， 获取目标函数， 得到最优排班方案。 本发明构 建的最速 上升‑贝叶斯优化算法综合了贝叶斯优 化算法精度高的优势， 规避了 响应面分析法效率 低的缺陷， 基于仿真的方式构建的优化模型时效 性大大提升， 而且泛用性高， 可直接贴合不同实 际情况的发车方案优化场景。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 113962654 A 2022.01.21 CN 113962654 A 1.一种基于 仿真的公交排班优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采集客流仪数据； 基于所述 客流仪数据， 拟合乘客到 达规律， 建立客流仿真模型， 获取仿真客 流数据； 基于所述仿真客 流数据， 模拟线路的运行状态； 基于所述仿真客流数据和线路的运行状态， 沿自变量的梯度方向对各车次的发车时间 逐步进行优化， 获取目标函数， 得到最优排班方案 。 2.根据权利要求1所述的一种基于仿真的公交排班优化方法， 其特征在于， 获取最优排 班方案， 具体包括以下步骤： 确定自变量的个数及相应的定义域， 对定义域进行单位化操作， 并依据所述自变量的 个数获取回归方程； 基于获取的所述回归方程， 沿自变量的梯度方向前进， 确定最优解定义 域D； 基于确定的最优解定义 域D， 构建以利用为主的贝叶斯优化器。 3.根据权利要求2所述的一种基于仿真的公交排班优化方法， 其特征在于， 对定义域进 行单位化操作是将自变量的定义域进 行正交化编 码： 定义域左端点视为下水平， 即 ‑1； 定义 域中心点视为 零水平， 即0； 定义 域右端点视为上 水平， 即1。 4.根据权利要求2所述的一种基于仿真的公交排班优化方法， 其特征在于， 获取回归方 程， 包括以下步骤： 采用一次回归正交设计进行正交试验， 构建与所述正交试验对应的二水平正交表， 获 取试验结果并对各个回归系数进 行估计， 获取回归系数并根据所述自变量的个数得到回归 方程。 5.根据权利要求2所述的一种基于仿真的公交排班优化方法， 其特征在于， 确定最优解 定义域D， 包括以下步骤： 基于所述回归方程， 获得自变量的梯度方向， 并沿所述自变量的梯度方向前进； 设x1、 x2、 x3为连续进 行三次采样， 其中x1＜x2＜x3、 f(xt)＝maxf(x)， 当x＝x3时的采集结 果f(x)下降且 x1＜xt＜x3时， 确定最优解定义 域D为区间[x1， x3]。 6.根据权利要求2所述的一种基于仿真的公交排班优化方法， 其特征在于， 构建以利用 为主的贝叶斯优化器， 包括以下步骤： 在最优解定义域D内进行采样， 保留采样点的整数部分并将其乘以60， 得到以秒为单位 的采样点； 采用单步贪心算法， 每次只进行一个间隔区间的优化， 不断重复， 直至覆盖整日的发车 时间表， 以最大化承载率 为目标， 获取最速上升 ‑贝叶斯优化模型的目标函数为： 其中： R表示线 路总体平均承载率； s表示车站的数量； n表示单日总车次； S Wij表示第i站 第j车次未能上车的乘客数量； 表示单日内s个车站n个车次的总计滞留人 数； ri表示某车次在某车站的承载率； α 表示敏感系数， α ≥0 。 7.一种基于仿真的公交排班优化系统， 其特征在于， 包括： 客流仿真模块、 线路仿真模 块、 发车时间优化模块；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962654 A 2所述客流仿真模块， 用于根据采集的客流仪数据， 拟合乘客到达规律， 建立客流仿真模 型， 获取仿真客 流数据并发送至所述线路仿真模块及发车时间优化模块； 所述线路仿真模块， 基于所述仿真客流数据， 模拟线路的运行状态并将运行结果及运 行过程中的参数信息发送至所述发车时间优化模块； 所述发车时间优化模块， 基于所述仿真客流数据及线路的运行状态， 沿自变量的梯度 方向对各 车次的发车时间逐步进行优化， 获取目标函数， 得到最优排班方案 。 8.根据权利要求7所述的一种基于仿真的公交排班优化系统， 其特征在于， 所述线路仿 真模块包括车辆运行模块、 数据记录模块及动态显示模块； 所述车辆运行模块， 用于根据所述仿真客 流数据模拟线路的运行状态； 所述数据记录模块， 用于对运行 结果及运行 过程中需要监控的参数信息进行记录； 所述动态显示模块， 用于对所述线路的运行状态进行动态显示。 9.一种计算机可存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处 理器执行时实现如权利要求1 ‑6中所述基于 仿真的公交排班优化方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962654 A 3