基于公鐵多式聯運的乘客最優出行方案規劃研究

黃博麗 吳瑩 華南理工大學 工商管理學院

一、引言

多式聯運被定義呈一種交通運輸方式與其他一種或多種運輸方式結合而形成的現代運輸方式。當前研究以對貨運多式聯運的研究居多，對鐵路客運綜合運輸的研究仍是相對不足的。但實際上對客運多式聯運的研究很有必要，高鐵的快速發展給人們帶來諸多便捷，卻無法滿足高峰期乘客需求。高鐵快速發展卻無法實現起始點的無縫對接。高鐵網絡的迅猛發展以及高鐵網絡的不斷改善，將人們的距離縮短了數千公里。但無縫地鏈接到“最后一公里”單純地靠高鐵還難以實現。因此，研究以高鐵為基礎的客運多式聯運對促進我國綜合交通網絡在客運方面的目標實現具有較好的實踐意義。

賀政綱（2018）根據公鐵多式聯運的運輸特征重置環境刺激值，響應閾值，響應概率，并通過將利益增減行為次數相關的變量設置交通企業的整體實力。[1]。曹譯文（2019）認為綜合運輸法和多式聯運法之間的合理區分是中國綜合運輸法中要考慮的一個問題，這些劃分必須考慮多式聯運和綜合運輸之間的關系，通過確定多式聯運方式在綜合交通管理系統的地位，據此協調多式聯運和綜合運輸之間的向度關系[2]。熊桂武（2016）使用圖論法建立了運輸優化模型，該模型考慮了運輸時間，運輸成本和碳排放等多個目標，并提出了正交實驗混合田口遺傳算法來解決該問題。時間窗口中的任務傳輸任務將檢查模型，并驗證了優化算法的有效性[3]。

二、公鐵多式聯運下乘客出行方案規劃影響因素分析

（一）經濟性

經濟性指標以出行費用來衡量，旅行者獲得運輸服務的前提是要支付運輸費用，因此票價是影響旅行者選擇運輸方式的重要因素。在正常情況下，乘客應負擔旅行期間的所有出行費用，但出行過程中交通工具的轉換等費用通常占整個旅途費用的比例較小，且難以規范衡量，故而經濟性指標主要通過票價來衡量。

（二）快速性

快速性用在途運行時間表示，因為最優路徑規劃求解過程中，起始點是固定，在途運行時間能夠反映運行方式的是否快速。理論上公鐵多式聯運的出行時間包括上下車時間、換乘時間、在途運行時間，研究僅選取在途運行時間作為交通工具快速性指標的衡量標準。一方面符合出行者的慣性思維，另一方面出行時間是整體旅途運輸時間的主要構成部分，可通過運輸距離與運輸速度進行計算，其他時間較難估計，上下車時間和換乘時間作為換乘便捷性指標的評價依據。通常出行者由于出行目的的不同對出行時間有一定要求，因此快速性是乘車路徑選擇的影響因素之一。

（三）便捷性

便捷性也是公鐵多式聯運路徑規劃的重要影響因素，交通方式越為便捷，出行者更愿意選擇。便捷性以換乘便捷性為衡量標準，換乘過程中產生的換乘時間，即換乘時的步行時間和候車時間。

（四）安全性

當乘客選擇交通工具時，安全是重中之重。安全性主要基于安全性可靠性進行度量。如果傷亡事故率為0，則安全可靠性為l；如果事故率超過特定限制或臨界值時，則認為安全可靠性為不安全。不同交通工具的安全性存在差異，根據交通事故的嚴重性，高鐵的安全系數高于普鐵，普鐵的安全系數高于汽車和飛機。

三、實例分析

研究對多式聯運客運最優路徑規劃的研究，選取從北京市前往海口市（北京南站-海口站）的出行者為例，由北往南路途遠、海陸空各種運輸方式供選擇，通過構建多式聯運網絡圖，根據前文基于廣義費用函數構建的最優路徑規劃模型，采用改進Dijsstra算法進行模型求解，得到最優路徑規劃方案。

基于廣義費用函數中各個目標（運輸費用最低、運輸時間最短、換乘便捷性最優、安全系數最高）不同權重的設計，幫助出行者選擇最優路徑。由于不同需求者的目標需求不同，本研究對多目標權重的設計采用假設法（林楓，2015）。研究通過三次權重設計實驗，探究不同主導型目標情況下改進Dijkstra 算法對北京至海口的最優路徑規劃計算結果。研究賦予目標集不同的權重組合，并且對極端情況也進行了模型求解，比如只考慮經濟性（1.000，0.000，0.000），最優路徑為[1，4，9，12]，即汽車與普鐵的組合，普鐵與汽車票價相對高鐵而言要低，符合實際情況；值考慮快速性（0.000，1.000，0.000）目標時，最優路徑為[1，4，7，12]，汽車與高鐵、普鐵的組合，高鐵比汽車和普鐵速度更快，符合實際情況；當只考慮便捷性（0.000，0.000，1.000）目標時，最優路徑為[1，4，12]，換乘次數最少，換乘時間也越少，符合實際情況。

四、結語

近幾年綜合交通網絡受政府政策的支持取得較大發展，尤其在貨物運輸領域，但公鐵客運多式聯運研究相對不足，本研究采用實證研究方法對公鐵客運多式聯運最優路徑規劃進行研究得出：出行者出行路徑選擇的影響因素包含主客觀因素，客觀因素為運輸價格、運輸時間（軌道站點間運行時間、途經站點經停時間、上下車時間、站點候車時間等）、運輸距離、換乘模式、舒適度、交通安全、服務水平，主觀因素包含出行者的職業、性別、年齡、對路網的熟悉度等要素。其中以經濟性、快速性、便捷性、安全性為主要出行影響因素。