綜合客運樞紐交通方式協調調度研究現狀概述

李興華 萬幸 黃敏 羅萬波

【摘要】綜合客運樞紐包含了諸多交通方式，各交通方式間若能夠協調調度，可以最大限度的發揮曾是交通系統的整合效益。筆者認為可以從主導交通方式與輔助交通方式協調調度的角度進行調度方案的設計，以大運量城市對外交通為主導交通方式，城市對內交通為輔助交通方式，提出基于系統費用最小化、考慮匹配度約束的運能優化模型；以時間費用最小為目標，分別建立常規公交、軌道交通與主導方式的協調調度模型，為樞紐交通方式調度方案的設計提供新的思路。

【關鍵詞】樞紐；交通方式；協調；調度

引言

綜合客運樞紐包含了諸多交通方式，各交通方式間若能夠協調調度，可以最大限度的發揮曾是交通系統的整合效益。但由于我國在綜合客運樞紐建設經驗上的不足，樞紐內各交通方式未能實現良好的換乘銜接，主要表現為主導交通方式與銜接交通方式運能不匹配，換乘乘客未能得到及時疏散，甚至出現滯留現象，乘客換乘不順暢，導致換乘時間過長，這些問題的存在不僅影響了樞紐整體效益發揮，降低了服務水平，在一定情況下甚至會影響樞紐的運營安全，因此對于樞紐內部交通方式協調調度的研究是非常有必要的。

1、國外研究現狀

Jiamin Zhao從兩方面對公交網絡進行協調調度：（1）優化發車間隔。以等候費用（車外+車上乘客等候費用）最小為優化目標，以發車間隔為變量建立協調調度模型，通過談判算法求解得到公交網絡各線路的最優發車間隔；（2）slack time 的優化。以各站點乘客等待時間最小為優化目標建立目標函數，通過模型求解得出各站點的最優停靠富余時間。Prabhat Shrivastava和Margaret O Mahony從換乘系統費用最小的角度出發建立多條公交線路的協調優化模型，通過遺傳算法求解，得到選取各線路的發車時間和運行時刻表，并且以愛爾蘭公交站為例進行研究。

Fang Zhao和Xiaogang Zeng采用Metaheuristic算法優化了公交線路網絡，假設乘客隨機到達確定建立協調調度模型，通過模型求解，得到公交線網各線路的發車間隔和配車數等運營參數，最后制定相應調度表。Cardone以運營商和乘客的總費用最小為目標，以發車間隔、線路公交車輛數（fleet size）、?？扛挥鄷r間（slack time）為決策變量建立優化模型，通過模型求解得到各運營線路的最優發車間隔。Ching-Jung Ting從隨機和確定兩種情況出發考慮乘客的換乘費用，建立協調優化模型，通過Powell算法對模型求解，得到公交線路的發車間隔和車輛配置等運營參數，最后確定整個路網內公交線路的調度時刻表。

綜上所述，國外對于綜合客運樞紐各類設施空間布局、各方式協調運營等方面的研究較為成熟，大部分研究以樞紐系統費用最小為目標建立模型，通過模型求解得到樞紐內各類設施布局、內外部流線的最優方案、各交通方式合理的發車間隔，最終實現整個樞紐的協調運行。

2、國內研究現狀

國內對于交通方式協調的研究主要集中在以下兩個方面

2.1 運能協調。覃煜、晏克非、趙童從鐵路到達客流和城市常規公交運輸能力的角度定義了運能匹配的概念，把運能匹配度作為衡量樞紐內各方式是否協調的標準，當運能匹配在0.8附近時，兩種交通方式的協調性達到最優。王秋平、李峰以軌道交通為干線交通方式，分析城市其他交通方式與其換乘時間的關系，通過模型求解，得出城市軌道交通系統效益最高時對應的乘客最短換乘時間，并給出了城市交通方式之間相互協調運營的措施和方法。黃文娟在分析國內外軌道交通與城市常規公交運營經驗的基礎上，結合我國實際情況，以系統費用最小為優化目標建立了軌道交通與常規公交協調模型，通過模型求解得出一類軌道交通樞紐站外部常規公交組織優化的方案。

李萌、彭國雄著眼于公交網路中各線路的優化調度方案，從各個公交線路在站點?？扛挥鄷r間的角度出發建立系統經濟效益最優的協調模型，通過模型求解和具體實例分析，驗證了模型的有效性。李艷紅等給出了鐵路客運專線以及各城市交通集散能力的計算模型，從運能匹配度的角度分析鐵路客運專線與城市交通之間運能的協調關系，并給出運能匹配度的計算模型和分類標準。王健聰在其博士論文中提出了一體化運能協調的模型，綜合分析樞紐內各交通方式的特點以及換乘乘客個人屬性對于交通方式選擇的影響，確定協調模型的約束條件，最終以軌道交通系統運營成本最優為目標建立協調優化模型，通過求解、實例分析和軟件仿真，得出模型的適用性范圍。

田偉、豐偉在闡述綜合換乘樞紐信息協調平臺的基本概念、建設目標和原則的基礎上，確定換乘系統信息協調平臺構建的框架，通過對時間信息、流量信息的處理、發布和反饋，使樞紐內的各種交通方式協調運營。

國內對于綜合客運樞紐交通方式運能協調的研究，主要從各交通方式運能匹配度的角度出發來考慮，定量的分析綜合客運樞紐各交通方式的集散能力，以換乘系統費用最小為優化目標建立協調模型。

2.2 各交通方式間銜接時間的協調。溫惠英、李鵬飛建立了一種基于預測反饋的城市公共交通協調調度系統，利用相關終端獲取實時的客流數據，對各站點的運量需求進行預測，并對預測值進行計算處理，得到初步的班線調度策略；以群組為單位，對聯系較為緊密的各班線的調度策略進行協調，得到各班線均能接受的優化的調度策略，從而使各站點、班線和城市整體的客運能力和適應性均達到較為理想的水平。王琳等系統分析常規公交線路在各站點的變化規律，兼顧運營商和乘客的利益建立公交車輛發車間隔的優化模型，運用遺傳—模擬退火（GA—SA）算法對模型求解，得出常規公交線路在不同時段的最優發車間隔。

王琳虹以軌道交通為基礎考慮其與周邊交通方式的協調調度，首先分析樞紐內部地鐵、常規公交和輕軌等交通方式的特性，在此基礎上以乘客換乘費用最小為優化目標，建立交通方式協調調度模型，定量分析城市公共交通之間的集散關系；利用1stOpt軟件中的遺傳算法模塊對模型求解，得到常規公交、軌道交通的發車間隔和調度方案，并在北京西直門綜合客運樞紐驗證調度方案的有效性，為各方式間的協調調度提供參考。

綜上，國內對于樞紐內各方式之間協調調度的研究主要從運能和乘客換乘時間兩方面來考慮，一般以樞紐系統總費用最小或者乘客換乘時間最短為優化目標建立協調調度模型，通過模型求解確定接運公共交通的發車間隔和相應配車數，從而制定各線路的調度方案和配車數。

3、總結

在國內外研究現狀的基礎上，筆者認為可以從主導交通方式與輔助交通方式協調調度的角度進行調度方案的設計，以大運量城市對外交通為主導交通方式，城市對內交通為輔助交通方式，提出基于系統費用最小化、考慮匹配度約束的運能優化模型；以時間費用最小為目標，分別建立常規公交、軌道交通與主導方式的協調調度模型，為樞紐交通方式調度方案的設計提供新的思路。

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作者簡介：李興華（1998-），女，內蒙古赤峰人，研究生，樂山職業技術學院，助教。研究方向：交通運輸工程。