城市定制公交线路及站点设计

王薇　王清华　郭明凤　于维佳　黄瑞宁

[摘 要]随着城市的不断发展，大力发展多元化公共交通已成为我国目前公交系统的重要发展方向。定制公交作为其中一种新型公交交通形式，迅速在城市交通领域中崛起。定制公交，是介于常规公交和私家车之间的公共交通，为相同出行地点、出行时间和目的地等出行需求人群量身定制的一种公共交通服务，其运营较常规公交而言更为快速、灵活。在定制公交的运营服务中，涉及的服务区域往往较为复杂，线路存在较大的不可预测性。如何设计最佳定制公交线路，最大限度发挥定制公交效益尤为重要。

[关键词]定制公交;线路规划;站点设计

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

1 引 言

近年来，随着我国城市规模的不断发展和扩大，人们居住地往往分布在城市外围，而工作地却在城市中心。城市中心和城市外围之间的交通需求越来越大，且私家车出行比重逐步上升，由此带来的交通拥堵与环境污染日益严重。各城市缓解交通拥堵的经验证明，要控制小汽车出行，仅仅依靠限购、限行等刚性管理措施不能从根本上解决拥堵问题，必须大力发展公共交通，提高公交服务质量，提升公交吸引力。而现有的城市公交系统的运营范围以及服务模式不能很好地满足城市居民的出行需求。另外，随着手机移动互联网的发展，Uber、滴滴等移动出行软件在当前互联网环境下迅速崛起。但上述软件大多只能提供预约私家车与出租车的服务平台，并不支持线路优化等调度功能，这对于缓解城市交通拥堵、优化公共交通资源配置并无帮助。所以发展多元化公共交通已成为当前公交系统的重要发展方向。定制公交便是其中一种重要的新型公交形式。在定制公交的运营服务过程中，涉及的服务区域往往较为复杂，线路存在较大的不可预测性。因此如何设计最佳的定制公交线路，最大限度地发挥定制公交的效益显得尤为重要。

2 定制公交线路站点的问题分析

2.1 站点设置

定制公交的站点布设对区域内定制公交的开行尤为重要，若定制公交线路所设站点较多，乘客的上下车所导致的时间浪费较多，难以体现定制公交的高品质服务的特点;若定制公交线路所设站点较少，则定制公交线路运行覆盖区域较小，可能会导致乘客数量的减少，导致效益损失。这些问题都会使接运公交失去其特有的便捷、灵活的开行意义。因此，需要在公交线路设计过程中考虑站点布设问题。

2.2 线路布局

定制公交线路设计问题的核心是在以运营成本最小为目标函数的情况下设计一系列响应式定制公交线路以及每条线路的可靠性。线路布局是否合理不但影响乘客的满意度，而且对运营公司的效益以及能否减轻交通拥堵与环境污染有一定影响，因此合理的线路布局是定制公交发展的重要环节。

3 影响定制公交线路站点的设计因素

一是乘客的出行时间。乘客的出行时间在一定程度上影响着线路的运行的起始时间。

二是乘客的出行起终点。乘客的出行起终点影响着线路站点的分布。近几年来，人们居住地往往分布在城市外围，而工作地却在城市中心。城市中心和城市外围之间的交通需求越来越大。故乘客的居住地与工作地点所需的定制公交站点较多。

三是线路的运营成本。定制公交的线路设计中，运营成本主要是从运营公司的角度考虑，即需要考虑所设线路中需要使用的车辆数以及线路中车辆运行的时间与各个站点的距离等运营成本因素，线路运营的目标即使用最少的车辆数与最小的运营时间与距离，使运营成本达到最小，运营公司的效益达到最大。

四是线路的约束条件。定制公交的线路设计中，乘客的出行需求，车辆配置，以及一些不可控因素等均对定制公交的线路有一定的约束。在不同地点和不同情况下，对定制公交的约束程度也不同。

4 線路规划流程思路

定制公交的出行需求一般聚集分布在乘客的居住区域以及工作区域，站点布设对区域内定制公交的出行尤为重要，由于不同的乘客的出行时间和地点不同，客流具有流动性和分散性，不可能做到在每一个需求点都设置一个站点，因此有必要进行线路设计与规划，设计出合理的线路。

4.1 设计乘客出行需求问卷

设计乘客调查需求问卷，主要掌握乘客的出行时间、出行的出发点与目的地、乘客的基本信息等出行需求资料，为交通规划提供全面准确的数据依据。

4.2 对回收的问卷进行分析

对回收上来的问卷进行乘客出行需求的分析，对乘客站点布置、客流分配方法、在线预约平台的对应乘客期望出行时间分布进行优化处理，探究出行需求、线路长度、乘客最大允许步行距离、发车间隔、车队规模间的关系，为线路运行范围以及模型的建立提供数据支撑。

4.3 线路运行范围的确定

定制公交具有一站直达的运营特点，故线路中运行范围的确定显得尤为重要。根据乘客的出行起终点位置分布，利用区域划分算法进行运行范围的确定，将有相近的需求的乘客集中到一个区域内，合理设置运行范围，让乘客在起始区域内的停靠站点上车，终到区域内的停靠站点下车，避免了线路可达性差或由于设站过密导致的时间浪费，尽可能满足乘客的出行需求，节约运营成本，最大限度地发挥定制公交效益。确定了运行范围之后，根据乘客的出行需求，可在该范围内设计多条不同的定制公交线路，再通过距离约束条件删除不符合条件的线路，确定初始路径集，得到最优路线。

4.4 建立线路运营模型

根据乘客的出行需求，以减缓交通拥堵与减轻环境污染为标准，通过建立以运营成本、环境污染成本、社会拥堵成本之和最小化的目标函数，运用线性规划方法求解，建立数学模型，得出定制公交运营线路的初步运营模型。

4.5 线路运营方案的调整与完善

确定定制公交线路后，进行试运行，根据运行效果，可针对不同的“突发”场景（如新增需求、删除预约、拥堵绕行、线路代替、车辆故障等）进行改进，完善线路。

5 结 论

定制公交具有准确的市场定位和重要的现实意义。大力发展定制公交服务是多元化公共交通体系发展的趋势，也是对传统公共交通方式的有效补充。定制公交为出行计划相对固定、对出行舒适性和时效性要求较高的人群提供服务，是一种服务水平较高的多层次、多元化公共交通。大力发展定制公交，设计定制公交的最佳线路站点，对于缓解城市交通拥堵与减轻城市环境污染有重大意义。

参考文献：

[1]胡列格，安桐，王佳，等.城市定制公交合乘站点的布局研究[J].徐州工程学院学报， 2016，31（1）： 27-32.

[2]马继辉，王飞，王娇，等.定制公交站点和线路规划研究[J].城市公共交通，2017（2）： 21-25.

[3]刘文田，姜瑞森，何兴太，等.基于轨道交通枢纽的定制接运公交模式研究[J].道路交通与安全， 2016，16（4）： 12-17，28.