基于歷史數據常規公交調度模式探析

馬川

摘 要：常規公交線路的運營管理對于其能否發揮舒緩城市交通壓力、服務乘客出行作用至關重要。在對已有的線路調度及優化方法研究分析之后，本文結合淄博市內公交線路歷史數據，對線路調度模式進行探討，以期通過對現有調度模式的優化調整更合理服務乘客出行。

關鍵詞：常規公交;調度方法;歷史數據

0 引言

隨著社會經濟的高速發展和人民生活水平的不斷提高，公眾對于交通出行的需求也與日俱進。公共交通作為城區居民集中搭乘運轉的主要運輸工具，在降低居民出行成本、減少資源能源消耗、發展綠色交通等方面具有重要作用，同時也是滿足居民便捷出行、緩解市內交通擁堵的重要途經[1]。

新時代我國公共交通事業處于快速發展階段，考慮環保出行，常規公交已逐步更換為新能源車輛運營。新時代常規公交仍然是公共交通系統的中堅力量。常規公交在具有地鐵或輕軌的大型都市發揮著重要交通銜接作用，用于解決居民末端出行的需求[2]。常規公交更是作為中小城市的形象窗口，承擔城區居民出行需求。

1 公交線路客流和調度模式分析

（1）公交線路客流分析。公交線路的客流隨時間、空間的變化而變化，受季節、氣候、地點和線路走向等因素的影響。客流隨著季節月度和一天的時間段的不同呈現規律性變化。經過對公交公司多年客流積累數據分析，夏秋季節客流明顯高于春冬季節客流，周內工作日客流平穩，周末和節假日客流較多，一天內不同時刻線路不同客流情況各異。

通過對常規公交線路歷史客流出行目的地的分析，客流大體可分為生活類和工作學習類客流。生活類客流由居民的娛樂、就醫、購物等不同生活需求產生，節假日客流較多，工作日和特殊天氣時客流較少。工作學習類客流具有固定的乘車次數、時間，有一定的動態規律，早晚出行特點明顯，節假日客流較少，工作日和特殊天氣時客流較多。

通過對常規公交線路運營區域的分析，可將線路客流劃分成區內客流和區間客流[3]。由于區間線路運距、運時較長，早晚客流存在差異，區間客流量較少，另外受特殊天氣的影響，此類客流節假日乘客較多。區內公交客流為常規公交的主要客源，高平峰時段客流變化明顯，乘車距離短且換乘次數多。

（2）公交線路調度模式分析。公交線路運營屬于系統工程，包括居民出行調查、公交場站設置、公交線路規劃、公交線路優化調整和公交線路調度策略制定等多個層級。公交線路調度模式的選擇是科學編制公交線路調度方案的基礎，是優化線路運營成本、提高乘客乘車便捷性的重要手段。

公交調度影響因素一般情況下可分為主觀因素和客觀因素，主觀因素是指與人員、車輛、任務、企業利潤等相關的主要受人影響的因素，客觀因素主要是指與天氣氣候、路況、時段、客流分部特征、駕駛行為等相關的非人力所能影響的因素。主觀影響因素主要源于公交企業的領導層，在公交調度過程中具有可控性強、易調整的特性。客觀影響因素主要源于不受人力影響的外部環境，具有實時性、不確定性和周期性等特點，而這種不確定的特性也致使公交調度過程控制的難度顯著。

公交線路調度模式按照不同劃分依據進行劃分其結果也不盡相同，通常情況下城市公交調度模式以區域范圍和實時性兩種條件為依據，以前者為依據將城市公交調度模式劃分為單線和區域兩種調度模式，以后者為依據將城市公交調度模式劃分為靜態和動態兩種調度模式。單線調度和靜態調度是公交調度的基本組成單元，而區域調度可在降低企業成本支出的同時提升城市公共交通工具運行效率，動態調度則可實現對復雜交通環境的動態實時管控[4]。

線路起止點和線路走向對于客流影響巨大，公交調度需以客流為標準對于不同線路進行分類調度。同一條公交線路，全天客流分布大體存在平高峰，客流斷面不均衡，公交調度具體需以線路實際運營情況動態微調。對于線路客流量較大且聚集性強的站點，可以實行大站快車運營。對于線路客流量較大的連續站點，可以劃分成區間段區間車運營。對于整體客流較少的線路，可以實行定點發車運營。

沿線道路交通復雜多變對公交線路調度的影響明顯。公交線路調度需考慮交通情況。如線路分區間段區間車運營時，區間站點的確定需考慮線路實際客流情況，還需考慮這些站點附近道路交通和場地情況。結合道路條件和實時變化的交通條件確定區間站點，以方便線路車輛進行原地折返或繞行折返。

通過車輛實時定位、車輛監控、車輛行駛軌跡等一系列技術手段，公交調度后臺獲取線路車輛和駕駛員的實時動態，以此來進行線路車輛調度保障線路正常運營[5]。考慮線路運營成本方面，合理配置線路上車輛數目和車型。不同調度方式采用不同車型，高峰時段增加車輛運營，平峰時段適當調減車輛運營。

2 公交線路調度優化方法分析

公交線路調度優化的本質是利用科學的優化方法，將影響公交線路調度的因子轉化成為相應的控制指標，并對單個或多個指標進行相應的組合計算求解得到最優值，然后再以最優值為基礎對公交線路調度方案和時刻表進行相應調整。通常情況下按照優化指標的個數將公交線路調度優化方法分為單目標和多目標兩種優化方法。

以運營成本為單目標的調度優化可以降低公交運營企業的成本支出，實現降本增效。以居民出行成本為單目標的調度優化可以最大限度方便乘客出行。以車輛滿載率為單目標的調度優化可以在不浪費資源的前提下提高車輛利用率。

多目標調度優化法分為傳統優化算法和智能優化算法[6]。傳統優化算法包括目標規劃法、加權組合法、重要目標法、分層序列法等。目標規劃法考慮目標指標的重要性等級，具有現實意義，其解集相對較為合理。加權組合法計算簡單、易理解。重要目標法指標范圍覆蓋廣，解集可解釋性強。分層序列法解集層次性強，條理清晰。傳統算法普遍受主觀性影響。

智能優化算法包括進化算法、粒子群算法、模擬退火算法、人工免疫算法等。進化算法解集易達到全局最優解，算法收斂速度快。粒子群算法簡單、搜索速度快。模擬退火算法解集可解釋性強、穩定性高。人工免疫算法收斂速度快，自我調節能力強。智能優化算法普遍計算復雜度較高。

3 運用歷史數據的公交線路調度模式

淄博市公共汽車公司運營公交線路198條，其中：中心城區56條、區縣間線路43條、區縣內線路99條，線路總長度4 631公里。本文以淄博市公共汽車公司所屬主城區線路進行基于歷史數據公交調度方法的實踐。

（1）根據線路起止點位置劃分為區內線路、區間線路。（2）根據歷史客流數據對線路進行分類，月平均客運量20萬人次以上線路為一類線路，月平均客運量10萬～20萬人次線路為二類線路，月平均客運量5萬～10萬人次線路為三類線路，月平均客運量5萬人次以下為四類線路。（3）依據線路分類進行公交調度安排，一類線路高峰間隔6分鐘左右、平峰8分鐘左右，二類線路高峰間隔8分鐘左右、平峰10分鐘左右，三類線路高峰間隔12分鐘左右、平峰15分鐘左右，四類線路高峰間隔15分鐘左右、平峰20分鐘左右。（4）從場站條件、道路條件、線路客流特征、線路長度等方面構建評價體系，以3-4月為周期對線路進行評價。（5）在線路評價基礎上對線路進行分類調整，以此循環進行動態線路調度調整。

4 結語

本文首先通過歷史數據對公交線路客流進行分析，然后結合線路客流、沿線道路交通情況、車輛和駕駛員技術、線路運營成本等方面對公交線路調度模式和相關優化方法進行分析，最后以淄博市中心城區線路為例對基于歷史數據公交線路調度模式進行實踐應用，更好地發揮了常規公交線路緩解交通壓力、方便乘客出行的作用。

參考文獻：

[1]王康.城市交通擁堵中公交車輛調度模式研究[D].河南農業大學，2018.

[2]王東.常規公交線路多車型配置優化模型研究[D].吉林大學，2018.

[3]王大勇，王海星.城市公交區域運營模式及其關鍵技術[J].綜合運輸，2008（03）：64-66.

[4]袁國銘，樊波，鄧小亞.智能公交調度中實時均車模式的應用[J].計算技術與自動化，2014，33（04）：119-122.