摘 要

近几年来，互联网在生产要素配置中的优化和集成作用越来越显著，形成了新兴的“互联网 ”经济形态。高铁、动车，打车软件直接带给了客运企业巨大的冲击，再加之 “互联网 ”技术在交通运输行业的渗入，使得现代客运企业正面临着新的技术转型。客运企业想在新时代背景下谋求发展，就必须将高新技术深入应用于车辆调度系统中，为客运服务的转型和升级开发新的车辆调度方法。

本文从我国目前典型的客运企业的现状出发，分析了现有调度系统目前存在的问题，提出了新的车辆调度系统框架，分析了系统的功能模块，同时还对其中主要的功能模块进行了设计。

此外，因为车辆的排班问题作为车辆调度系统中的核心，本文对其行车计划的制定进行了研究。基于历史客流量数据，借助静态和动态的预测模型，对未来一段时间内的客运量做出了预测。以客运车辆调度运行作业发车时刻为研究对象，以客运企业收益、乘客等待时间等为目标函数，以发车的连续性、车辆运力的利用率为约束，建立了车辆发车时刻表模型，并采用遗传—模拟退火算法对模型进行求解。基于以上的车辆排班模型，以W客运公司的车辆调度为实例，进行模型验证，以达到提高客运服务能力，降低运营成本，适应新时代，实现“互联网 客运”模式下客运服务的升级目的。

关键词：互联网 ；车辆调度系统；车辆排班；遗传—模拟退火算法

Abstract

In the recent years, the Internet plays a more and more significant part in the optimization and integration of the production factor, forming a new economy formation which is called the "Internet ". High-speed railway, train, taxi software directly to the passenger transport enterprise an enormous blow, additionally, with the technology of the "Internet Plus" penetrates in the traditional transport industry, it makes the modern passenger transport enterprises facing the new technology transition. Passenger transport enterprises that are eager to seek the development in the new era, it is necessary to apply the high-tech to the vehicle scheduling system and develop the new vehicles dispatch method for the transformation and upgrade of passenger services.

The thesis is based on the current status of the typical modern passenger transport enterprise in China, analyses the present the problem in the existing dispatching system, puts forward the new framework design of the vehicle dispatching system, analyses of the functional modules of the system, as well as, design the main function modules.

In addition, scheduling problem is the core in the vehicle dispatching system, so its traffic plan is studied in this thesis. Based on the historical traffic data, by means of static and dynamic forecasting model, the thesis makes the predictions about the passenger flow in the future. Taking the schedule time of passenger vehicles as the object of study, put the enterprises revenue maximization and passenger waiting time minimization as the objective function, see the interval start and actual load rate as the constraint, establish the model of vehicle schedules and uses the simulated-annealing algorithm for solving. According to the vehicle scheduling model above, take the vehicle dispatching of the W passenger transport company for instance to do the model validation, in order to improve passenger services, reduce the operating costs, adapt to the new environment and achieve the upgrade passenger service in the mode of the "Internet and passenger traffic".

Key words："Internet ", Vehicle Dispatching System, Vehicle scheduling，Simulated-Annealing Algorithm

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 3

1.2.2国内研究现状 4

1.3研究的基本内容和技术方案 4

1.3.1基本研究内容 4

1.3.2技术方案 5

1.4车辆调度优化技术及方法 8

1.4.1客流量预测方法 8

1.4.2车辆调度模型及算法 9

1.4.3基于“互联网 ”预售票机制的调度 9

第二章 现有的车辆调度系统概况 11

2.1车辆调度系统概念 11

2.2W客运公司现有车辆调度系统现状与分析 11

2.2.1票务网络管理系统 12

2.2.2售票系统 13

2.2.3GPS系统 13

2.2.4综合管理系统 14

2.2.5系统存在问题分析 15

第三章 “互联网 ”思维下的车辆调度系统结构设计 17

3.1“互联网 ”思维下设计的总体目标 17

3.2“互联网 ”背景下系统的需求分析 17

3.2.1车辆排班系统需求分析 18

3.2.2旅客购票系统需求分析 18

3.2.3信息服务系统需求分析 19

3.3基于“互联网 ”的车辆调度系统结构设计 20

3.3.1智能化车辆排班系统结构设计 21

3.3.2网络化旅客购票系统结构设计 22

3.3.3信息化服务系统结构设计 22

第四章 车辆排班预测模型 25

4.1指数平滑法 25

4.1.1指数平滑法模型 25

4.1.2平滑指数的确定 26

4.2GM模型 26

4.2.1灰色预测建模 27

4.2.2灰色模型的残差检验 28

4.3客流量预测与评价 28

4.3.1指数平滑法预测实例 30

4.3.2灰色模型预测实例 31

4.3.3预测方法的评判与比较 32

第五章 “互联网 ”模式下客运车辆调度优化研究 33

5.1研究意义 33

5.2车辆排班模型假设 33

5.3车辆排班模型的建立 34

5.3.1目标函数的确立 34

5.3.2约束条件 35

5.3.3车辆排班模型 35

5.4遗传—模拟退火算法在车辆调度优化中的应用 35

5.4.1编码技术的选取和初始种群的确定 36

5.4.2适应度函数的构造 36

5.4.3遗传算子的选择 37

5.4.3运行步骤 37

5.5实例验证 38

5.5.1一个实例 38

5.5.2对比与评价 40

5.6预售票机制下的调度优化 40

第六章 总结与展望 43

6.1全文总结 43

6.2研究展望 43

参考文献 45

致谢 47

第一章 绪论

伴随着我国道路运输事业的蓬勃发展，客运公司客运业务也在不断发展壮大。但是，高铁的快速发展和私家车的日益普及，客运市场受到挤压。目前，“互联网 ”的提出，数据挖掘、信息技术的发展，打车软件的盛行，导致市场需求发生变化，客运服务模式发生了改变，给传统的服务模式带来了冲击和挑战。客运企业原有的运营模式在信息一体化和协同化的发展趋势下，已经不适应以人为中心的服务模式，现有的客运车辆调度系统和方法已经不适应客运市场的需求。因此，急需为客运服务的升级和转型寻求新的车辆调度方法，提出一个新的基于“互联网 ”技术及预售票机制的车辆调度系统。

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

“互联网 ”代表着互联网行业与传统行业二者彼此的相互融合，使得互联网技术所带来的创造力能够运用在传统行业中，并通过以传统行业为载体提升社会生产力，创造社会效益。近几年来，由“互联网 ”所带来的产业资源整合模式的颠覆层出不穷。双十一天猫营业额超900亿再创新高，网上购物早已成为了潮流更是趋势；超两亿的新浪微博活跃用户，使得其逐渐取代传统广电媒体，成为了门户宣传的首选场所；微信的一键语音功能，打破了时间和空间的界限，凭借对于语音便捷性私密性的保障迅速吸粉，在短短五年内，有72%的手机用户选择了微信作为第一通信软件。从中，我们更深刻地感受到了互联网时代对产业的改变，看到了不被互联网改造的企业和产业的危机^[1]。

交通运输的发展水平是社会进步的主要标志之一。交通运输业发展，使得物资的流通更畅快，人们的出行更便捷，生产工作更具效率化。但随着互联网的浪潮，越来越多的出行方式，如高铁、动车，特别是出租车、专车与“互联网 ”技术的融合，使得客运市场备受挑战，原有的购票方式的单一、车站和车辆信息之间的信息断裂、乘客乘车信息和车站的信息不对称、车辆排班及线路规划不合理、客车资源未实现共享等问题制约了企业自身客运资源的协同利用，不利于客运企业变强与精益化管理。