本发明属于智能交通调度，具体涉及一种需求响应式的公交调度方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术：
1、针对高度分散和随机的客流状况，为尽可能降低运营成本、提高乘客满意度，很多城市开始进行需求响应式的公交服务；但是，现有的需求响应式公交服务存在以下不足：已经实施的城市，往往只开设少数线路，且线路走向固定不变，而在实际运行过程中，乘客的需求是在不断变化的，因此，这种方法并不能根据乘客的实际需求去调整需求响应式公交服务的线路，不能满足不同乘客的出行需求；基于此，如何提供一种能够根据乘客需求，来进行需求响应式公交调度的调度方法，已成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种需求响应式的公交调度方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术不能根据乘客的实际需求去调整需求响应式公交服务的线路，从而导致的无法满足不同乘客出行需求的问题。
2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，提供了一种需求响应式的公交调度方法，包括：
4、获取乘客出行需求信息以及目标城市的动态公交运营信息；
5、基于乘客出行需求信息和动态公交运营信息，并以动态公交最小总运营里程为第一目标函数，以及以动态公交运行规则为约束条件，构建出需求响应式公交车辆调度模型，其中，所述动态公交最小总运营里程包括标定总里程和当量总里程，所述标定总里程为各动态公交车辆对应行驶路线的总里程，所述当量总里程用于表征各动态公交车辆抵达对应行驶路线上各个站点的时间早于或晚于标定时间所带来的乘客损失转变为的车辆运行里程；
6、根据所述动态公交运营信息，确定出动态公交覆盖站点，并基于所述乘客出行需求信息和所述动态公交覆盖站点，生成初始公交路线；
7、利用所述需求响应式公交车辆调度模型，对所述初始公交路线进行寻优处理，得到满足所述乘客出行需求信息的最优公交路线；
8、基于所述最优公交路线，生成动态公交调度信息，以便利用所述动态公交调度信息完成所述目标城市的动态公交车辆的调度。
9、基于上述公开的内容，本发明基于乘客出行需求信息和动态公交运营信息，并结合公交车早到或晚到站点所造成的乘客损失以及公交车按照对应线路行驶的标定总里程，来构建出了第一目标函数，如此，则是考虑到前述因素，并以多辆动态公交的总运营里程最小为目标，以及以动态公交运行规则为约束条件，来构建出了需求响应式公交车辆调度模型；而后，即可基于该模型，来进行公交调度；具体的，则是先基于乘客出行需求信息，来确定出满足乘客需求的初始公交路线；接着，即可利用该需求响应式公交车辆调度模型进行公交路线的寻优，以得到满足乘客需求的最优公交路线（即运行总里程最小，达到效率最高），最后，则可基于该最优公交路线，来生成动态公交调度信息，从而利用动态公交调度信息完成动态公交车辆的调度。
10、通过上述设计，本发明基于乘客出行需求信息，来建立了需求响应式公交车辆调度模型，并基于此，来进行满足乘客出行需求信息的公交路线的寻优；如此，能够根据乘客需求制定相应的需求响应式公交服务的线路，从而可使公交路线满足不同乘客的出行需求；同时，以最小运营总里程为目标函数，来进行公交路线寻优，可在保证公交运行效率的同时，降低运行成本，因此，本发明非常适用于在需求响应式的公交调度领域的大规模应用与推广。
11、在一个可能的设计中，所述乘客出行需求信息包括至少一个乘客的出行信息，其中，任一乘客的出行信息包括该任一乘客允许车辆到达对应出行站点的最早时刻和最晚时刻，且所述动态公交运营信息包括动态公交覆盖站点集合、动态公交运营数量、动态公交车辆的站间运行速度和各公交站点之间的距离；
12、其中，所述第一目标函数为：
13、（1）
14、公式（1）中，表示所述第一目标函数，且表征动态公交最小总运营里程，表示所述标定总里程，表示所述当量总里程；
15、相应的，（2）
16、（3）
17、公式（2）中，表示所述动态公交覆盖站点集合中的公交站点总数，表示动态公交运营数量，表示动态公交覆盖站点集合中第个站点与第个站点之间的距离，表示第一决策变量，其中，若第辆动态公交车辆经过第个站点和第个站点，为1，若第辆动态公交车辆未经过第个站点和第个站点，为0；
18、公式（3）中，表示第辆动态公交车辆到达第个站点的时刻，表示乘客允许车辆到达第个站点的最早时刻，表示乘客允许车辆到达第个站点的最晚时刻，表示站间运行速度，表示常数，表示第二决策变量，其中，若第辆动态公交车辆经过第个站点，为1，若第辆动态公交车辆未经过第个站点，为0。
19、在一个可能的设计中，所述动态公交运营信息还包括：任一动态公交车辆的荷载乘客数；
20、所述动态公交运行规则包括出发站点与到达站点约束规则、公交车辆途经站点规则、公交站点与公交路线关联规则、车辆到达站点时间规则以及公交容量规则，相应的，所述约束条件则包括：出发站点与到达站点约束条件、公交车辆途经站点约束条件、公交站点与公交路线关联约束条件、车辆到达站点时间约束条件和公交容量约束条件；
21、其中，出发站点与到达站点约束条件为；
22、（4）
23、公式（4）中，表示第三决策变量，表示第四决策变量，其中，表示出发站点，表示到达站点，若第辆动态公交车辆经过出发站点，为1，否则，为0，若第辆动态公交车辆经过到达站点，为1，否则，为0；
24、公交车辆途经站点约束条件为；
25、（5）
26、公交站点与公交路线关联约束条件为；
27、（6）
28、公式（6）中，表示第五决策变量，其中，若第辆动态公交车辆经过第个站点，为1，若第辆动态公交车辆未经过第个站点，为0；
29、车辆到达站点时间约束条件为；
30、（7）
31、公式（7）中，表示所有动态公交车辆的出发时刻为0，表示第辆动态公交车辆在第个站点与第个站点之间的通行时间，表示第辆动态公交车辆到达第个站点的时刻，表示第辆动态公交车辆到达出发站点的时刻，表示第辆动态公交车辆抵达到达站点的时刻，表示第六决策变量，其中，若第辆动态公交车辆经过第个站点，为1，若第辆动态公交车辆未经过第个站点，为0；
32、公交容量约束条件为；
33、（8）
34、公式（8）中，表示第辆动态公交车辆到达第个站点前，车厢内的乘客数量，表示第辆动态公交车辆在第个站点时的上客数量与下客数量之间的差值，表示第辆动态公交车辆的荷载乘客数。
35、在一个可能的设计中，利用所述需求响应式公交车辆调度模型，对所述初始公交路线进行寻优处理，得到满足所述乘客出行需求信息的最优公交路线，包括：
36、获取邻域搜索算子，其中，所述邻域搜索算子包括若干破坏算子和若干修复算子；
37、初始化寻优次数s，其中，对于所述初始公交路线中的第p个站点，基于各个破坏算子和各个修复算子的累计权重，计算出各个破坏算子和各个修复算子相对于第p个站点的选择概率，并根据计算出的选择概率，从所述邻域搜索算子中确定出第p个站点的搜索算子，其中，所述搜索算子属于破坏算子或修复算子；
38、利用第p个站点的搜索算子，更新所述初始公交路线，得到更新后的初始公交路线；
39、将所述初始公交路线替换为更新后的初始公交路线，以及将p自加1，并重新计算出各个破坏算子和各个修复算子相对于第p个站点的选择概率，直至将初始公交路线中的站点全部遍历完毕时，得到第s次寻优后的公交路线，其中，p和s的初始值均为1；
40、基于所述需求响应式公交车辆调度模型对应的第一目标函数，计算出所述第s次寻优后的公交路线的第一目标函数值，并根据所述需求响应式公交车辆调度模型的约束条件，判断是否可将所述第一目标函数值记录为临时解；
41、若是，则判断是否可将临时解更新为全局最优解；
42、若是，则判断是否达到寻优停止条件，其中，所述寻优停止条件为寻优次数达到最大次数；
43、若否，则更新第s次寻优过程中所使用的各搜索算子的累计权重；
44、将s自加1以及将初始公交路线更新为所述第s次寻优后的公交路线，并重新计算出各个破坏算子和各个修复算子相对于第p个站点的选择概率，直至达到寻优停止条件时，将达到寻优停止条件时的寻优后的公交路线，作为所述最优公交路线。
45、在一个可能的设计中，基于各个破坏算子和各个修复算子的累计权重，计算出各个破坏算子和各个修复算子相对于第p个站点的选择概率，包括：
46、对于任一破坏算子，基于各个破坏算子的累计权重，并按照如下公式（9），计算出所述任一破坏算子相对于第p个站点的选择概率；
47、（9）
48、上述公式（9）中，表示所述任一破坏算子相对于第p个站点的选择概率，表示所述任一破坏算子的累计权重，表示所述邻域搜索算子中的第个破坏算子的累计权重，表示所述邻域搜索算子中的破坏算子的总数。
49、在一个可能的设计中，更新第s次寻优过程中所使用的各搜索算子的累计权重，包括：
50、获取第s-1次寻优时的最优解以及第s次寻优前的全局最优解；
51、基于所述第s次寻优后的公交路线的当前解、所述第s-1次寻优时的最优解以及所述第s次寻优前的全局最优解，确定出更新权重，其中，所述当前解为所述第s次寻优后的公交路线的第一目标函数值；
52、利用所述更新权重以及第s次寻优过程中所使用的各搜索算子的累计权重，得到第s次寻优过程中所使用的各搜索算子的更新后的累计权重。
53、在一个可能的设计中，在将所述第一目标函数值记录为临时解后，所述方法还包括：
54、将所述第s次寻优后的公交路线，记录为一条执行路线，并在初始公交路线寻优结束后，得到执行路线集合；
55、相应的，在基于动态公交调度信息完成目标城市的动态公交的调度后，所述方法还包括：
56、获取实时乘客需求以及动态调度优化模型，其中，所述动态调度优化模型的第二目标函数为目标车辆的最小里程变化量，且目标车辆为运行所述最优公交路线对应的动态公交车辆；
57、判断所述最优公交路线是否满足所述实时乘客需求；
58、若否，则从所述执行路线集合中，筛选出符合所述实时乘客需求的执行路线；
59、利用所述动态调度优化模型和所述筛选出的执行路线，得到符合所述实时乘客需求和所述乘客出行需求信息的动态公交路线，以便将动态公交路线作为所述目标车辆的行驶路线。
60、第二方面，提供了一种需求响应式的公交调度装置，包括：
61、获取单元，用于获取乘客出行需求信息以及目标城市的动态公交运营信息；
62、调度模型生成单元，用于基于乘客出行需求信息和动态公交运营信息，并以动态公交最小总运营里程为第一目标函数，以及以动态公交运行规则为约束条件，构建出需求响应式公交车辆调度模型，其中，所述动态公交最小总运营里程包括标定总里程和当量总里程，所述标定总里程为各动态公交车辆对应行驶路线的总里程，当量总里程用于表征各动态公交车辆抵达对应行驶路线上各个站点的时间早于或晚于标定时间所带来的乘客损失转变为的车辆运行里程；
63、路线寻优单元，用于根据所述动态公交运营信息，确定出动态公交覆盖站点，并基于所述乘客出行需求信息和所述动态公交覆盖站点，生成初始公交路线；
64、路线寻优单元，还用于利用所述需求响应式公交车辆调度模型，对所述初始公交路线进行寻优处理，得到满足所述乘客出行需求信息的最优公交路线；
65、调度单元，用于基于所述最优公交路线，生成动态公交调度信息，以便利用所述动态公交调度信息完成所述目标城市的动态公交车辆的调度。
66、第三方面，提供了另一种需求响应式的公交调度装置，以装置为电子设备为例，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述需求响应式的公交调度方法。
67、第四方面，提供了一种存储介质，存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述需求响应式的公交调度方法。
68、第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述需求响应式的公交调度方法。
69、有益效果：
70、（1）本发明基于乘客出行需求信息，来建立了需求响应式公交车辆调度模型，并基于此，来进行满足乘客出行需求信息的公交路线的寻优；如此，能够根据乘客需求制定相应的需求响应式公交服务的线路，从而可使公交路线满足不同乘客的出行需求；同时，以最小运营总里程为目标函数，来进行公交路线寻优，可在保证公交运行效率的同时，降低运行成本，因此，本发明非常适用于在需求响应式的公交调度领域的大规模应用与推广。
71、（2）本发明还设置有动态响应阶段，即在生成最优公交路线进行公交调度运行后，还建立有动态优化模型，其可根据实时乘客需求，来进行正在运行的公交路线的动态调整，如此，二阶段调度优化模型能够最大化地利用好车辆资源，可进一步的节约运营成本，具有可行性和较高的使用价值。
1.一种需求响应式的公交调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乘客出行需求信息包括至少一个乘客的出行信息，其中，任一乘客的出行信息包括该任一乘客允许车辆到达对应出行站点的最早时刻和最晚时刻，且所述动态公交运营信息包括动态公交覆盖站点集合、动态公交运营数量、动态公交车辆的站间运行速度和各公交站点之间的距离；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述动态公交运营信息还包括：任一动态公交车辆的荷载乘客数；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述需求响应式公交车辆调度模型，对所述初始公交路线进行寻优处理，得到满足所述乘客出行需求信息的最优公交路线，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于各个破坏算子和各个修复算子的累计权重，计算出各个破坏算子和各个修复算子相对于第p个站点的选择概率，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，更新第s次寻优过程中所使用的各搜索算子的累计权重，包括：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将所述第一目标函数值记录为临时解后，所述方法还包括：
8.一种需求响应式的公交调度装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～7任意一项所述的需求响应式的公交调度方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～7任意一项所述的需求响应式的公交调度方法。
