城市定制公交線路及站點設(shè)計

王薇　王清華　郭明鳳　于維佳　黃瑞寧

[摘 要]隨著城市的不斷發(fā)展，大力發(fā)展多元化公共交通已成為我國目前公交系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。定制公交作為其中一種新型公交交通形式，迅速在城市交通領(lǐng)域中崛起。定制公交，是介于常規(guī)公交和私家車之間的公共交通，為相同出行地點、出行時間和目的地等出行需求人群量身定制的一種公共交通服務(wù)，其運營較常規(guī)公交而言更為快速、靈活。在定制公交的運營服務(wù)中，涉及的服務(wù)區(qū)域往往較為復(fù)雜，線路存在較大的不可預(yù)測性。如何設(shè)計最佳定制公交線路，最大限度發(fā)揮定制公交效益尤為重要。

[關(guān)鍵詞]定制公交;線路規(guī)劃;站點設(shè)計

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.27.120

1 引 言

近年來，隨著我國城市規(guī)模的不斷發(fā)展和擴大，人們居住地往往分布在城市外圍，而工作地卻在城市中心。城市中心和城市外圍之間的交通需求越來越大，且私家車出行比重逐步上升，由此帶來的交通擁堵與環(huán)境污染日益嚴(yán)重。各城市緩解交通擁堵的經(jīng)驗證明，要控制小汽車出行，僅僅依靠限購、限行等剛性管理措施不能從根本上解決擁堵問題，必須大力發(fā)展公共交通，提高公交服務(wù)質(zhì)量，提升公交吸引力。而現(xiàn)有的城市公交系統(tǒng)的運營范圍以及服務(wù)模式不能很好地滿足城市居民的出行需求。另外，隨著手機移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，Uber、滴滴等移動出行軟件在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下迅速崛起。但上述軟件大多只能提供預(yù)約私家車與出租車的服務(wù)平臺，并不支持線路優(yōu)化等調(diào)度功能，這對于緩解城市交通擁堵、優(yōu)化公共交通資源配置并無幫助。所以發(fā)展多元化公共交通已成為當(dāng)前公交系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。定制公交便是其中一種重要的新型公交形式。在定制公交的運營服務(wù)過程中，涉及的服務(wù)區(qū)域往往較為復(fù)雜，線路存在較大的不可預(yù)測性。因此如何設(shè)計最佳的定制公交線路，最大限度地發(fā)揮定制公交的效益顯得尤為重要。

2 定制公交線路站點的問題分析

2.1 站點設(shè)置

定制公交的站點布設(shè)對區(qū)域內(nèi)定制公交的開行尤為重要，若定制公交線路所設(shè)站點較多，乘客的上下車所導(dǎo)致的時間浪費較多，難以體現(xiàn)定制公交的高品質(zhì)服務(wù)的特點;若定制公交線路所設(shè)站點較少，則定制公交線路運行覆蓋區(qū)域較小，可能會導(dǎo)致乘客數(shù)量的減少，導(dǎo)致效益損失。這些問題都會使接運公交失去其特有的便捷、靈活的開行意義。因此，需要在公交線路設(shè)計過程中考慮站點布設(shè)問題。

2.2 線路布局

定制公交線路設(shè)計問題的核心是在以運營成本最小為目標(biāo)函數(shù)的情況下設(shè)計一系列響應(yīng)式定制公交線路以及每條線路的可靠性。線路布局是否合理不但影響乘客的滿意度，而且對運營公司的效益以及能否減輕交通擁堵與環(huán)境污染有一定影響，因此合理的線路布局是定制公交發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

3 影響定制公交線路站點的設(shè)計因素

一是乘客的出行時間。乘客的出行時間在一定程度上影響著線路的運行的起始時間。

二是乘客的出行起終點。乘客的出行起終點影響著線路站點的分布。近幾年來，人們居住地往往分布在城市外圍，而工作地卻在城市中心。城市中心和城市外圍之間的交通需求越來越大。故乘客的居住地與工作地點所需的定制公交站點較多。

三是線路的運營成本。定制公交的線路設(shè)計中，運營成本主要是從運營公司的角度考慮，即需要考慮所設(shè)線路中需要使用的車輛數(shù)以及線路中車輛運行的時間與各個站點的距離等運營成本因素，線路運營的目標(biāo)即使用最少的車輛數(shù)與最小的運營時間與距離，使運營成本達到最小，運營公司的效益達到最大。

四是線路的約束條件。定制公交的線路設(shè)計中，乘客的出行需求，車輛配置，以及一些不可控因素等均對定制公交的線路有一定的約束。在不同地點和不同情況下，對定制公交的約束程度也不同。

4 線路規(guī)劃流程思路

定制公交的出行需求一般聚集分布在乘客的居住區(qū)域以及工作區(qū)域，站點布設(shè)對區(qū)域內(nèi)定制公交的出行尤為重要，由于不同的乘客的出行時間和地點不同，客流具有流動性和分散性，不可能做到在每一個需求點都設(shè)置一個站點，因此有必要進行線路設(shè)計與規(guī)劃，設(shè)計出合理的線路。

4.1 設(shè)計乘客出行需求問卷

設(shè)計乘客調(diào)查需求問卷，主要掌握乘客的出行時間、出行的出發(fā)點與目的地、乘客的基本信息等出行需求資料，為交通規(guī)劃提供全面準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.2 對回收的問卷進行分析

對回收上來的問卷進行乘客出行需求的分析，對乘客站點布置、客流分配方法、在線預(yù)約平臺的對應(yīng)乘客期望出行時間分布進行優(yōu)化處理，探究出行需求、線路長度、乘客最大允許步行距離、發(fā)車間隔、車隊規(guī)模間的關(guān)系，為線路運行范圍以及模型的建立提供數(shù)據(jù)支撐。

4.3 線路運行范圍的確定

定制公交具有一站直達的運營特點，故線路中運行范圍的確定顯得尤為重要。根據(jù)乘客的出行起終點位置分布，利用區(qū)域劃分算法進行運行范圍的確定，將有相近的需求的乘客集中到一個區(qū)域內(nèi)，合理設(shè)置運行范圍，讓乘客在起始區(qū)域內(nèi)的停靠站點上車，終到區(qū)域內(nèi)的停靠站點下車，避免了線路可達性差或由于設(shè)站過密導(dǎo)致的時間浪費，盡可能滿足乘客的出行需求，節(jié)約運營成本，最大限度地發(fā)揮定制公交效益。確定了運行范圍之后，根據(jù)乘客的出行需求，可在該范圍內(nèi)設(shè)計多條不同的定制公交線路，再通過距離約束條件刪除不符合條件的線路，確定初始路徑集，得到最優(yōu)路線。

4.4 建立線路運營模型

根據(jù)乘客的出行需求，以減緩交通擁堵與減輕環(huán)境污染為標(biāo)準(zhǔn)，通過建立以運營成本、環(huán)境污染成本、社會擁堵成本之和最小化的目標(biāo)函數(shù)，運用線性規(guī)劃方法求解，建立數(shù)學(xué)模型，得出定制公交運營線路的初步運營模型。

4.5 線路運營方案的調(diào)整與完善

確定定制公交線路后，進行試運行，根據(jù)運行效果，可針對不同的“突發(fā)”場景（如新增需求、刪除預(yù)約、擁堵繞行、線路代替、車輛故障等）進行改進，完善線路。

5 結(jié) 論

定制公交具有準(zhǔn)確的市場定位和重要的現(xiàn)實意義。大力發(fā)展定制公交服務(wù)是多元化公共交通體系發(fā)展的趨勢，也是對傳統(tǒng)公共交通方式的有效補充。定制公交為出行計劃相對固定、對出行舒適性和時效性要求較高的人群提供服務(wù)，是一種服務(wù)水平較高的多層次、多元化公共交通。大力發(fā)展定制公交，設(shè)計定制公交的最佳線路站點，對于緩解城市交通擁堵與減輕城市環(huán)境污染有重大意義。

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