城市定制公交線路及站點設計

王薇　王清華　郭明鳳　于維佳　黃瑞寧

[摘 要]隨著城市的不斷發展，大力發展多元化公共交通已成為我國目前公交系統的重要發展方向。定制公交作為其中一種新型公交交通形式，迅速在城市交通領域中崛起。定制公交，是介于常規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，其運營較常規公交而言更為快速、靈活。在定制公交的運營服務中，涉及的服務區域往往較為復雜，線路存在較大的不可預測性。如何設計最佳定制公交線路，最大限度發揮定制公交效益尤為重要。

[關鍵詞]定制公交;線路規劃;站點設計

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

1 引 言

近年來，隨著我國城市規模的不斷發展和擴大，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境污染日益嚴重。各城市緩解交通擁堵的經驗證明，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，必須大力發展公共交通，提高公交服務質量，提升公交吸引力。而現有的城市公交系統的運營范圍以及服務模式不能很好地滿足城市居民的出行需求。另外，隨著手機移動互聯網的發展，Uber、滴滴等移動出行軟件在當前互聯網環境下迅速崛起。但上述軟件大多只能提供預約私家車與出租車的服務平臺，并不支持線路優化等調度功能，這對于緩解城市交通擁堵、優化公共交通資源配置并無幫助。所以發展多元化公共交通已成為當前公交系統的重要發展方向。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過程中，涉及的服務區域往往較為復雜，線路存在較大的不可預測性。因此如何設計最佳的定制公交線路，最大限度地發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 站點設置

定制公交的站點布設對區域內定制公交的開行尤為重要，若定制公交線路所設站點較多，乘客的上下車所導致的時間浪費較多，難以體現定制公交的高品質服務的特點;若定制公交線路所設站點較少，則定制公交線路運行覆蓋區域較小，可能會導致乘客數量的減少，導致效益損失。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，需要在公交線路設計過程中考慮站點布設問題。

2.2 線路布局

定制公交線路設計問題的核心是在以運營成本最小為目標函數的情況下設計一系列響應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境污染有一定影響，因此合理的線路布局是定制公交發展的重要環節。

3 影響定制公交線路站點的設計因素

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，即需要考慮所設線路中需要使用的車輛數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，線路運營的目標即使用最少的車輛數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域以及工作區域，站點布設對區域內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置一個站點，因此有必要進行線路設計與規劃，設計出合理的線路。

4.1 設計乘客出行需求問卷

設計乘客調查需求問卷，主要掌握乘客的出行時間、出行的出發點與目的地、乘客的基本信息等出行需求資料，為交通規劃提供全面準確的數據依據。

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、在線預約平臺的對應乘客期望出行時間分布進行優化處理，探究出行需求、線路長度、乘客最大允許步行距離、發車間隔、車隊規模間的關系，為線路運行范圍以及模型的建立提供數據支撐。

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。根據乘客的出行起終點位置分布，利用區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域內，合理設置運行范圍，讓乘客在起始區域內的停靠站點上車，終到區域內的停靠站點下車，避免了線路可達性差或由于設站過密導致的時間浪費，盡可能滿足乘客的出行需求，節約運營成本，最大限度地發揮定制公交效益。確定了運行范圍之后，根據乘客的出行需求，可在該范圍內設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，得到最優路線。

4.4 建立線路運營模型

根據乘客的出行需求，以減緩交通擁堵與減輕環境污染為標準，通過建立以運營成本、環境污染成本、社會擁堵成本之和最小化的目標函數，運用線性規劃方法求解，建立數學模型，得出定制公交運營線路的初步運營模型。

4.5 線路運營方案的調整與完善

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

5 結 論

定制公交具有準確的市場定位和重要的現實意義。大力發展定制公交服務是多元化公共交通體系發展的趨勢，也是對傳統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，是一種服務水平較高的多層次、多元化公共交通。大力發展定制公交，設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境污染有重大意義。

參考文獻：

[1]胡列格，安桐，王佳，等.城市定制公交合乘站點的布局研究[J].徐州工程學院學報， 2016，31（1）： 27-32.

[2]馬繼輝，王飛，王嬌，等.定制公交站點和線路規劃研究[J].城市公共交通，2017（2）： 21-25.

[3]劉文田，姜瑞森，何興太，等.基于軌道交通樞紐的定制接運公交模式研究[J].道路交通與安全， 2016，16（4）： 12-17，28.