目前大多數(shù)城市的公交調(diào)度主要是依據(jù)規(guī)范來做，同時結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況,在滿足許多約束和條件的情況下,對公交公交線路和車輛進的運營進行優(yōu)化,目的是讓公交車輛能夠安全有序便利地在城市中行駛,且其運營水平要達到一定的標準(例如要求公交企業(yè)獲得的經(jīng)濟利益要盡可能大,乘客在公交站臺的候車時間也要最小)。公交調(diào)度的形式多種多樣，按照不同的方式劃分主要有以下幾類:1．按照車輛的工作時間劃分(1)正班公交車：指的是這種公交車輛的工作時間是兩個班次或以上。(2)加班公交車：指的是這種公交車輛的工作時間是一個班次。(3)夜間加班車：這種車輛的工作時間為晚上，且工作的時間往往不滿足一個小時。2．按照車輛運行和?？康哪Ｊ絼澐郑?）全程車：是指公共汽車車輛從其起點站開始出發(fā),并在到達所有站點處都會?？?完全行駛完全程后再?？吭诮K點站。（2）區(qū)間車：指的是這種公交車輛并不完成全程路線，只在部分區(qū)間上行駛。（3）快車：專供長距離出行的乘客，?？空军c少，行駛速度快。（4）定班車：專供學生或社區(qū)的固定人群，行駛路線和行駛班次都是固定的。目前城市中公交的調(diào)度方案并不是只有一種調(diào)度形式，通常都會將上述不同形式的車輛組合起來使用。公交線路車輛的調(diào)度作業(yè)主要是指根據(jù)規(guī)范的要求和當?shù)氐膶嶋H情況,在滿足許多約束和條件的情況下,對公交資源進行合理優(yōu)化配置,目的是讓公交車輛能夠安全有序便利地在城市中行駛,且其運營水平要達到一定的標準(例如要求所使用的公交車車輛總數(shù)盡可能少、公交企業(yè)獲得的經(jīng)濟利益要盡可能大,乘客在公交站臺的候車時間也要最小)。目前大多數(shù)城市的公交調(diào)度作業(yè)流程基本相同，如圖3-1所示。圖3-1公交調(diào)度作業(yè)流程線路客運行車區(qū)間時刻表計算有關的各個參數(shù)指標及其參數(shù)的基本含義和其中的計算工作原理介紹如下。1．滿載率（P）滿載率一共有三類，車輛滿載率、線路滿載率和斷面滿載率。（1）車輛滿載率車輛滿載率由公交車輛實際的載客數(shù)量比上其規(guī)定的載客數(shù)量得到，計算原理如式3-1所示： （3-1）式中——車輛滿載率，%；’——公交車輛實際的載客人數(shù)，人次；——公交車輛規(guī)定的載客人數(shù)，人次。（2）線路滿載率線路滿載率無法直接得到，乃是公交車輛在公交線路斷面的車輛滿載率經(jīng)由附上一定的權(quán)重后再平均得到，其計算原理如式3-2所示： （3-2）式中——該公交線路的滿載率，%；——該公交線路第個斷面的滿載率，%；’’——該公交線路第個斷面的長度，m。(3）斷面滿載率斷面滿載率指的是在單位時間內(nèi)乘坐公共汽車通過這個道路斷面的客流量比上所乘坐的公交車輛的額定載客能力得到。計算原理如式3-3所示： （3-3）式中——斷面滿載率，%；——斷面客流量，人次；——在研究者的研究時間段內(nèi)通過該道路斷面的公交車輛的班次，次。2.斷面客流量斷面客流量這個指標指的是在單位時間內(nèi)乘坐公交車駛過處于公交線路中的這一斷面的總乘客數(shù)。計算原理如3-4所示： （3-4）式中——公交線路第個斷面客流量，入次；——公交線路從第個站點到第個站點的客流總數(shù)，人次；‘——公交線路單純上行或下行的站點數(shù)目。3.站點間的行程時間（）指的是公交車輛在所在公交線路第個斷面所花費的時間，也就是說從第個站點行駛到第個站點公交車輛所花費的時間。4.周轉(zhuǎn)時間（）周轉(zhuǎn)時間這個概念是公交車輛周轉(zhuǎn)一次總共花費的時間，他的值等于公交車輛完成兩次線路行駛以及加上車輛在首末站?？繒r間的和。計算原理如3-5所示： （3-5）式中‘——公交車完成一次周轉(zhuǎn)所花費的時間，min；——公交車在公交線路駛過第個斷面所花費得時間，min；‘——公交線路單純上行或下行的站點數(shù)目；——公交車停靠在公交線路第個站點所花費的時間，min；‘’——公交車?？吭诠痪€路起點站和終點站所花費得的時間，min。發(fā)車間隔指的是一條公交線路中兩輛公交車接替駛出起終點站的時間差，而發(fā)車頻率指的是一條公交線路在單位時間內(nèi)駛出起點站的公交車數(shù)量。研究者在進行公交車輛發(fā)車車時刻表的研究設計時，一旦將兩輛公交車連續(xù)發(fā)出時的時間差確定，就可以以第一輛發(fā)出的公交車的發(fā)車時間為基礎推算出在他之后發(fā)出的車輛的發(fā)車時間。發(fā)車頻率可以由發(fā)車間隔的反比在綜合考慮其他因素得到。本文的研究策略是先對所研究公交線路中各研究時段劃分清楚后，再依次求解所要研究時段的發(fā)車時間和發(fā)車間隔。1.發(fā)車間隔的計算發(fā)車間隔由多個指標綜合考慮得到，其計算原理如（3-6）所示： （3-6）式中R——發(fā)車間隔，min；‘——時間周期，min；’——在所研究的時間周期內(nèi)通過的最大斷面客流數(shù)，人次。2.發(fā)車間隔的分配當研究者計算出的發(fā)車間隔不是整數(shù)時，研究者需要將發(fā)車間隔處理為整數(shù)，否則在研究者設計線路的發(fā)車時刻表時數(shù)據(jù)不好處理。3.發(fā)車間隔的排列發(fā)車間隔的排列方式主要有三種，分別為：先排列小的發(fā)車間隔，再排列大的發(fā)車間隔，這種排列方式主要應用在當時間正處于高峰過渡到平峰的時期；先排列大的發(fā)車間隔，再排列小的發(fā)車間隔，這種排列方式主要應用在當時間正處于平峰過渡到高峰時：大的和小的發(fā)車間隔混合排列，這種排列方式主要應用在當公交線路的客流變化并不劇烈的情況。本文主要從公共汽車運營者和乘客兩個方面共同利益角度入手,綜合考量公共汽車運營者的成本、乘客在公共汽車上的出行等候時間和乘客在公共汽車上的擁堵時間等影響因素，同時將發(fā)車間隔以及公交車輛滿載率設定為模型所要滿足的約束條件，從而建立本文所要研究線路的發(fā)車間隔優(yōu)化模型。本文在建立優(yōu)化模型時，首先做出了如下假設：（1）本文只考慮公交車輛單行情況；（2）本文所研究的各個時段乘客乘坐公交線路的需求獨立，且發(fā)車間隔對各個時段不造成影響；（3）所研究線路的車輛完全相同；（4）本文所研究的調(diào)度方案只包括全程車和區(qū)間車，不存在其他形式的車輛；（5）在所研究的各個時段中只有高峰時刻會出現(xiàn)全程車，而且公交車輛的發(fā)車間隔滿足全程車是區(qū)間車的整數(shù)倍；（6）該條公交線路的票價始終不變；（7）對于公交車輛由于?？克馁M的時間，本文不予考慮；（8）在所研究的這個時段內(nèi)，本文假定公交車輛在站點間的行程時間保持不變；（9）本文假定乘客在公交站臺處等待車輛到來的時間是該公交線路發(fā)車間隔時間的一半大?。?.乘客利益方面以公交車輛乘客作為主要分析對象，等候公交車到站的時間、汽車內(nèi)部的擁擠和混亂程度、公交車輛抵達乘客所要前往的公交站點的準時率和乘客在選擇公交作為出行工具的過程中需要步行的距離都可能是當前中國公眾在搭乘公共汽車出行中的最重要的考慮因素。因為乘客步行距離跟實際的公交線路的發(fā)車時刻表沒有實質(zhì)性的關系，所以本文不予以考慮；公交車輛抵達乘客所要前往的公交站點的準時率主要受當前道路條件的影響，因此本文也不予以考慮。本文因此只考慮了乘客在公交站臺的等車時間和車內(nèi)擁擠混亂程度兩個方面的因素。（1）乘客等車時間相信對于大多數(shù)人來說，是不愿意在公交站臺等待很久的。如果城市的公交系統(tǒng)讓出行者每次都等待很久時間的話，那么相信大家都會換一種出行方式。因此本文通過對有效發(fā)車間隔組合的求解，在公交線路同樣滿足車輛滿載率約束條件的前提下，把乘客在公交站臺的等候時間降到最低。根據(jù)相關規(guī)范中對乘客候車時間的定義，公交線路運營時間內(nèi)總客流的等待時間計算原理如（3-7所示）： （3-7）式中——第個時段乘客們在公交線路站點的乘客到達率，人次/min；——第時段公交線路車的發(fā)車間隔；——第時段公交線路車的發(fā)車間隔；.——第時段公交線路從第個站點到第個站點的乘客比例；’——第時段公交線路的總時長；.’——公交線路運營時間段劃分的時段總數(shù)；..——公交線路單純上行和下行站點總數(shù)；’——設置為的變量。是專門用供搭乘區(qū)間車的乘客，當該類乘客乘坐公交車的范圍都在區(qū)間車行駛的范圍內(nèi)時，該類乘客的平均等車時間設定為，除開該類乘客，其他乘客均搭乘全程車，他們的平均等車時間定義為，的取值原理如式3-8所示： （3-8）式中——區(qū)間車行駛區(qū)間的起點；——區(qū)間車行駛區(qū)間的終點。（2）車內(nèi)擁擠時間車內(nèi)擁擠程度主要以車輛滿載率為基礎來表示，乘客并不是無論車內(nèi)多么擁擠都能接受，因此本文假定乘客所能接受的公交車輛滿載率上限為，同時對車輛擁擠系數(shù)進行定義，其不同形式車輛的計算原理如3-9、3-10、3-11、3-12所示：全程車： （3-9）區(qū)間車： （3-10）式中——全程車在第斷面擁堵系數(shù)；——區(qū)間車在第斷面擁堵系數(shù)；——公交車輛的額定載客量，人次。公交線路運營時間內(nèi)全程車的車內(nèi)擁擠時間： （3-11）式中——公交車在運營時間內(nèi)的第時段從第個站點行駛到到第站點所需要的時間，min。公交線路運營時間內(nèi)區(qū)間車的車內(nèi)擁擠時間： （3-12）2.公交企業(yè)利益目前我國公交運營企業(yè)的經(jīng)濟收益主要是由乘客產(chǎn)出，因此本文將公交運營企業(yè)的經(jīng)濟收益定義為所研究時段內(nèi)乘客總?cè)藬?shù)與公交車票價的乘積，但是公交公司對公交車輛的運營并非是不需要投入大量資金，本文對公交車相關配套設施成本等不考慮，只將公交車每發(fā)一個班次的固定成本考慮在內(nèi)。因此以公交企業(yè)的角度考慮，其經(jīng)濟收益主要受乘客上車刷卡和投入公交的本金的影響，相關計算原理如式3-13所示： （3-13）式中——票價，元/人；——公交企業(yè)每派發(fā)一班次車輛的費用，元/班次；——設定為變量，若第時段采用了組合調(diào)度形式，則，若不滿足則。本文將乘客的在公交站臺的等車時間和與車內(nèi)擁擠時間都納入研究范圍之內(nèi)，將、、、四個參數(shù)進行相關組合乘以、、得到一個新的目標函數(shù)，其計算原理如3-14所示： （3-14）式中、、——均不為負數(shù)，且分別與乘客的在公交站臺等車、車內(nèi)擁擠時間和公交運營企業(yè)所花資金的系數(shù)相對應，且滿足；——時間成本在轉(zhuǎn)換費用成本時的轉(zhuǎn)化系數(shù)，，元/min；——中國的人均國民生產(chǎn)總值，元。模型同時要結(jié)合實際條件，因此本文從城市公交系統(tǒng)的運營方面考慮，建立一下兩個約束條件：1.對發(fā)車間隔的約束要想有效地保證城市公共交通系統(tǒng)的服務品質(zhì)，公交線路在運營過程中相鄰班次公交車輛的發(fā)車間隔需要有一定限制，原理如3-15所示： （3-15）式中——公交線路中公交車最大發(fā)車間隔。2.對