【摘要】：我國城市化發(fā)展對城市交通提出了新的需求,機(jī)動車保有量不斷地增加,加重了我國大中城市的交通問題,為了改善這種現(xiàn)狀,我國大中城市基本形成了以大運(yùn)量地鐵軌道交通為骨干、常規(guī)公共汽車、出租車、自行車等其他的公共交通方式為補(bǔ)充的城市公共交通體系,地鐵、輕軌和公共汽車只能夠提供“面到面”的服務(wù),服務(wù)區(qū)域受到極大的限制,私家車、出租車等交通工具雖然可以提供個性化服務(wù),但時常面臨交通擁堵、停車難等問題,為了改善現(xiàn)有的城市交通體系,構(gòu)建快速、高效、低碳的現(xiàn)代化公共交通網(wǎng)絡(luò),個人快速軌道交通(Personal Rapid Transit,簡稱為PRT)應(yīng)運(yùn)而生。PRT系統(tǒng)作為一種智能化無人駕駛的公共軌道交通系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對點(diǎn)”式服務(wù)和24小時無間斷運(yùn)營,有效地解決城市交通“最后一公里”問題,與現(xiàn)有的交通體系形成了良好的優(yōu)勢互補(bǔ),因此PRT系統(tǒng)的發(fā)展對解決城市區(qū)域交通的困局意義深遠(yuǎn)。車輛調(diào)度是PRT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的重要技術(shù)手段,智能化的車輛調(diào)度不僅可以提高線網(wǎng)的運(yùn)行效率,降低運(yùn)營成本,還可以大大節(jié)約乘客的乘車時間。現(xiàn)有的PRT調(diào)度方法存在智能化程度不高、車輛協(xié)同能力差、調(diào)度效率低下等問題,本論文根據(jù)PRT系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度的特點(diǎn),進(jìn)行了以下四個方面的研究:(1)提出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的網(wǎng)絡(luò)化PRT系統(tǒng)開行計(jì)劃策略。根據(jù)各車站客流的情況和車輛資源的分布情況,從系統(tǒng)層面對網(wǎng)絡(luò)化PRT系統(tǒng)空車資源進(jìn)行分配,參考交通運(yùn)輸中的產(chǎn)銷不平衡問題,以所有空車資源的調(diào)度距離最小為目標(biāo)搭建PRT空車資源分配模型,運(yùn)用改進(jìn)遺傳算法進(jìn)行求解,并編制PRT車輛開行計(jì)劃方案,驗(yàn)證相關(guān)模型和算法的可行性;(2)提出了一種基于蟻群Stigmergy的網(wǎng)絡(luò)化PRT系統(tǒng)動態(tài)調(diào)度方法。首先研究車站的客流變化情況,搭建基于馬爾科夫的客流預(yù)測模型和基于排隊(duì)論的客流排隊(duì)模型,并以此為基礎(chǔ),構(gòu)建基于狀態(tài)方程的PRT系統(tǒng)車輛動態(tài)集群模型,實(shí)現(xiàn)PRT系統(tǒng)的動態(tài)集群調(diào)度;(3)提出了一種基于改進(jìn)蟻群算法的PRT車輛路徑動態(tài)規(guī)劃方法。以乘客時間成本和車輛運(yùn)營成本為優(yōu)化目標(biāo)建立車輛路徑規(guī)劃模型,并采用改進(jìn)蟻群算法進(jìn)行求解,通過監(jiān)測線網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),改變線網(wǎng)的連通狀態(tài)信息實(shí)現(xiàn)車輛行駛路徑的動態(tài)調(diào)整,動態(tài)規(guī)劃出合理的路徑;(4)提出了一種基于改進(jìn)人工勢場法的PRT車輛協(xié)同控制方法。借鑒人工勢場法中障礙物排斥和目標(biāo)物吸引原理,將人工勢場法運(yùn)用到了PRT車輛協(xié)同控制當(dāng)中,構(gòu)建PRT車輛協(xié)同控制模型,并運(yùn)用算例進(jìn)行仿真,實(shí)現(xiàn)車輛的協(xié)同控制。針對PRT系統(tǒng)調(diào)度存在的問題,將蟻群Stigmergy機(jī)制運(yùn)用到PRT動態(tài)調(diào)度當(dāng)中,可以有效解決PRT車輛運(yùn)行的協(xié)調(diào)和協(xié)同,實(shí)現(xiàn)PRT系統(tǒng)智能化運(yùn)行,提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
【圖文】：

圖 2.2 PRT 系統(tǒng)線網(wǎng)示意圖系統(tǒng)主要有兩種軌道鋪設(shè)形式：跨坐式（如圖 2.3 所坐式 PRT 系統(tǒng)的軌道起支撐、穩(wěn)定和導(dǎo)向作用，PR單軌具有噪音低、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力突出和適場就是采用這種軌道[45]。懸掛式 PRT 軌道采用箱，它的轉(zhuǎn)向架放置于開口的箱體內(nèi)，不易受到外界結(jié)構(gòu)，相比于跨坐式的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，體積相對工廠預(yù)制完成，在建設(shè)現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，可以大大縮短運(yùn)用前景更廣，在后面的介紹中我們主要研究懸掛式

圖 2.2 PRT 系統(tǒng)線網(wǎng)示意圖現(xiàn)有的 PRT 系統(tǒng)主要有兩種軌道鋪設(shè)形式：跨坐式（如圖 2.3 所示）和懸掛式（如圖 2.4 所示）。跨坐式 PRT 系統(tǒng)的軌道起支撐、穩(wěn)定和導(dǎo)向作用，PRT 車輛騎跨在軌道梁上運(yùn)行，跨坐式單軌具有噪音低、轉(zhuǎn)彎半徑小、爬坡能力突出和適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，摩根敦和希斯羅機(jī)場就是采用這種軌道[45]。懸掛式 PRT 軌道采用箱形結(jié)構(gòu)，PRT 車輛懸掛于軌道梁下方，它的轉(zhuǎn)向架放置于開口的箱體內(nèi)，不易受到外界環(huán)境的影響，由于懸掛式軌道采用鋼結(jié)構(gòu)，相比于跨坐式的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)，體積相對較小，而且，懸掛式軌道可以直接在工廠預(yù)制完成，在建設(shè)現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，可以大大縮短建設(shè)周期，，因此，懸掛式 PRT 系統(tǒng)運(yùn)用前景更廣，在后面的介紹中我們主要研究懸掛式 PRT 系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U491

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2696831