灵活型公交服务系统及其研究进展综述.pdf

1、UrbanTransport of China Vol.12 No.2 March 2014 城 城 市 市 交 交 通 通 二 二 一 一 四 四 年 年 第 第 十 十 二 二 卷 卷 第 第 二 二 期 期 交通规划 近 年 来 ， 为 了 适 应 居 民 出 行 需 求 多 样 化 和 个 性 化 ， 国 际 上 出 现 了 一 些 新 兴 的 公 交 服 务 模 式 ， 如 已 在 国 外 部 分 城 市 应 用 的 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 ， 填 补 了 传 统 公 交 服 务 的 空 白 。 该 新 型 公 交 服 务 系 统 以 其 灵 活 的 服 务 模 式 尽

2、量 匹 配 居 民 出 行 特 征 ， 并 适 应 个 性 化 出 行 需 求 ， 极 大 地 提 高 了 居 民 出 行 的 灵 活 性 和 可达性，是常规公交服务的重要补充 。 1 1 灵活型公交服务系统的产生及发展 灵活型公交服务系统的产生及发展 1 11 1 系统起源 系统起源 城 市 公 共 交 通 系 统 按 照 其 服 务 模 式 和 特 点 ， 一 般 被 分 为 两 类 ： 固 定 型 服 务 系 统 (Fixed RouteTransit,FRT) 和 需 求 响 应 型 服 务 系 统(DemandResponsiveTransit,DRT) 。FRT 系 统 使 用 大

3、 容 量 车 辆 提 供 定 线 定 点 公 交 服 潘述亮，俞 洁 ，卢小林，邹 难 ( 山东大学控制科学与工程学院 ， 山东 济南250061) 灵活型公交服务系统及其研究进展综述 灵活型公交服务系统及其研究进展综述 摘 要 ： 作 为 一 种 新 型 的 公 共 交 通 服 务 方 式 ， 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 能 够 进 一 步 提 升 城 市 公 共 交 通 系 统 服 务 品 质 ， 并 将 成 为 一 体 化 城 市 综 合 公 共 交 通 体 系 的 重 要 组 成 部 分 。 对 灵 活 型 公 交 服 务 的 产 生 及40 多 年 的 发 展 历 程 进 行

4、 回 顾 ， 总 结 该 系 统 的 分 类 、 运 营 模 式 以 及 主 要 研 究 进 展 ， 并 深 入 剖 析 国 外 已 有 的 相 关 理 论 与 方 法 应 用 于 中 国 城 市 公 共 交 通 规 划 和 运 营 实 践 的 局 限 性 。 研 究 表 明 ， 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 关 键 理 论 研 究 聚 焦 于 边 界 条 件 决 策 、 关 键 运 营 参 数 设 置 以 及 线 路 优 化 与 协 调 三 个 方 面 。 而 如 何 结 合 中 国 城 市 居 民 出 行 特 性 及 公 共 交 通 规 划 与 运 营 实 践 ， 将 国 外 已

5、 有 研 究 成 果 创 新 性 地 应 用 于 中 国现实环境 ，是未来研究中需要密切关注的问题。 关键词： 城市交通；公共交通；灵活型公交服务系统；研究综述 AReview of FlexibleTransit Service PanShuliang,YuJie,LuXiaolin,ZouNan (SchoolofControlScienceandEngineering,ShandongUniversity,Shandong250061,China) Abstract: As a new public transit service, flexible transit system pro

6、vides flexible transit services that are complementary to the public transportation service. Flexible transit should become an important compo- nent of an integrated urban public transportation system. By reviewing flexible transit development in the past 40 plus years, this paper summarizes the sys

7、tem s operational classification, operational characteris- tics and its main research progress. The applicability and limitation of the overseas flexible transit service are also discussed. The review shows that theoretical studies on flexible transit service mainly focus on boundaryconditionofdecis

8、ion-making,keyoperationalparametersselection,andcoordinationofroutede- sign and bus scheduling. The paper points out that future studies should focus on how to improve public transportationplanningandoperationusingoverseasresearchwithconsiderationofresidents travelchar- acteristicsinChina. Keywords:

9、urbantransportation;publictransit;flexibletransitservice;literaturereview 收稿日期：2013-06-20 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 青 年 基 金 项 目(51108248) ； 山 东 省 自 然 科 学 基 金 项 目 (ZR2011GQ002) ；山东大学自主创新基金项目(2011TB019) 作 者 简 介 ： 潘 述 亮(1986) ， 男 ， 山 东 滕 州 人 ， 在 读 博 士 研 究 生 ， 主 要 研 究 方 向 ： 公 共 交 通 规 划 设 计与运营管理。E-mail:

10、文章编号 ： 1672-5328 （2014 ） 02-0062-07 中图分类号 ： U491.1 + 7 文献标识码 ： A 62灵 灵 活 活 型 型 公 公 交 交 服 服 务 务 系 系 统 统 及 及 其 其 研 研 究 究 进 进 展 展 综 综 述 述 潘 潘 述 述 亮 亮 俞 俞 洁 洁 卢 卢 小 小 林 林 邹 邹 难 难 务 ， 进 而 形 成 规 模 经 济 效 应 。 但 与 小 汽 车 交 通 相 比 ， 该 服 务 缺 乏 便 捷 性 和 灵 活 性 。DRT 系 统 ， 如 电 召 服 务(Dial-a-ride) ， 可 按 照 需 求 动 态 地 调 整

11、 运 营 方 案 ， 灵 活 地 提 供 门 到 门 的 预 约 出 行 服 务 。 但 是 ， 由 于 运 营 成 本 较 高 ， DRT 系 统 主 要 应 用 于 城 市 客 流 稀 疏 地 区 或 郊 区，更多地是为特殊人群( 如残疾人) 服务。 自20 世 纪70 年 代 以 来 ， 研 究 人 员 一 直 都 在 寻 找 一 种 能 够 将FRT 系 统 的 经 济 性 与 DRT 系 统 的 灵 活 性 有 效 结 合 的 新 型 公 交 服 务 模 式 。 文 献1 于1976 年 首 先 提 出 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 构 想 ， 并 在 美 国 威 斯 康

12、星 州 (Wisconsin) 进行了实例研究 。 美 国 于 1990 年 颁 布 的 残 疾 人 法 案 (Americans with DisabilitiesAct,ADA) 2 是 促 进 该 系 统 产 生 的 又 一 主 要 原 因 。 该 法 案 规 定 公 共 交 通 系 统 必 须 为 残 疾 人 提 供 服 务 ， 并 且 只 能 收 取 象 征 性 的 费 用 。 这 一 规 定 让 公 交 运 营 机 构 面 临 着 在 提 供FRT 服 务 的 同 时 还 需 面 向 残 疾 人 等 特 殊 人 群 提 供 服 务 的 双 重 挑 战 。 然 而DRT 系 统 的

13、运 营 成 本 较 高 ， 加 重 了 公 交 运 营 机 构 的 经 济 负 担 ， 这 就 促 使 一 些 运 营 机 构 寻 找 新 的 运 营 策 略 。 正 是 在 多 种 因 素 的 影 响 下 ， 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 研 究 和 应 用 引 起 了 众 多 学 者 的 广 泛 兴 趣 ， 也 带 动 了 该 系 统 的进一步发展 。 1 12 2 系统分类及应用 系统分类及应用 2004 年 ，TCRP 调 查 报 告 3 首 次 将 灵 活 型公交服务系统分为如下六种主要类型 ： 1 ） 线路可偏移公交服务 。 在FRT 系 统 的 基 础 上 ， 允 许

14、车 辆 根 据 乘 客 实 际 需 求 在 特 定 区 域 内 偏 移 线 路 提 供 上 下 车 服 务 。 公 共 汽 车 按 照 固 定 的 发 车 时 刻 表 ， 沿 着 一 条 设 置 有 若 干 固 定 公 共 汽 车 站 的 基 准 线 路 运 行 ， 同 时 在 任 意2 个 车 站 之 间 允 许 的 松 弛 时 间 内 提 供 偏 移 线 路 服 务 ， 即 可 以 根 据 乘 客 实 际 需 求 ， 在 线 路 周 边 区 域 内 其 要 求 的 地 点 提 供 上 下 客 的 服 务 。 随 后 车 辆 仍 需 返 回 基 准 线 路 继 续 行 驶 ， 并 满 足 线

15、 路 固 定 车 站 的 时间约束， 如图1 所示 。 2 ） 车站可偏移公交服务 。 与 线 路 可 偏 移 公 交 服 务 类 似 ， 该 系 统 存 在 的 是 基 准 车 站 ， 而 不 是 基 准 线 路 。 在 特 定 的 服 务 范 围 内 ， 公 交 系 统 既 有 固 定 车 站 服 务 ， 又 可 以 提 供 车 站 偏 移 服 务 ， 即 依 据 乘 客 实 际 需 求 ， 在 任 何 地 点 提 供 需 求 响 应 上 下 客 服 务 。 任 意 上 下 客 地 点 和 固 定 车 站 之 间 的 线 路 都 不 固 定 ， 行 车 路 线 方 案 完 全 根 据 实

16、际 需 求 的 分 布 确 定 。 一 定 程 度 上 ， 该 模 式 已 接 近 共乘的出租汽车服务 ，如图2 所示。 3 ） 需求响应接驳公交服务 。 车 辆 在 一 个 特 定 的 服 务 区 域 内 提 供 需 求 响 应 型 公 交 服 务 ， 而 线 路 的 起 终 点 连 接 到 主 线 公 交 沿 线 的 一 个 或 多 个 换 乘 枢 纽 。 在 该 服 务 区 域 内 可 以 设 置 固 定 乘 客 接 送 点 供 乘 客 上 下 车 ， 也 可 以 根 据 乘 客 需 求 灵 活 上 下 车 ， 但 是 车 辆 每 次 运 行 的 线 路 都 根 据 乘 客 需 求 灵

17、活 调 整 。 该 区 域 内 的 出 行 需 求 很 大 比 例 是 往 返 于 需 求 点 和 换 乘 枢 纽 之 间 ， 如 图3 所 示 。 多 数 情 况 下 ， 这 类 服 务 在 白 天 以 固 定 型 公 交 服 务 系 统 模 式 运 营 ， 在 傍 晚 、 夜 间 和 凌 晨 等 需 求 量 较 小 的 时 段 转 变 为 需 求 响 应 接 驳 服 务 模 式 。 该 类 系 统 能 够 很 好 地 解 决 居 民 公 交 出 行 的“最后一公里 ”难题。 4 ） 需求响应车站公交服务 。 以FRT 系 统 为 基 础 ， 公 共 汽 车 按 照 固 定 线 路 和 车

18、站 、 固 定 行 车 时 刻 表 运 行 ， 同 时 在 线 路 周 边 预 先 设 定 部 分 固 定 需 求 响 应 车 站 ， 如 果 预 设 的 响 应 车 站 有 需 求 ， 则 可 以 偏 离 线 路 前 往 该 需 求 响 应 车 站( 即 根 据 乘 客 需 求 动 态 灵 活 增 设 的 车 站) 提 供 公 交 服 务 。 公 共 汽 车 在 需 求 响 应 车 站 完 成 乘 客 上 下 车 服 务 后 ， 图1 线路可偏移公交服务系统 Fig.1 Publictransitwithflexibleroute 线路起终点 固定车站 乘客需求点 基准线路 实际运行线路 6

19、3 线路起终点 固定车站 乘客需求点 运行线路 图2 车站可偏移公交服务系统 Fig.2 PublictransitwithflexiblestopsUrbanTransport of China Vol.12 No.2 March 2014 城 城 市 市 交 交 通 通 二 二 一 一 四 四 年 年 第 第 十 十 二 二 卷 卷 第 第 二 二 期 期 交通规划 仍返回原线路继续运行 ，如图4 所示。 5 ） 区段灵活公交服务 。 公 共 汽 车 按 照 传 统 的 固 定 线 路 、 固 定 行 车 时 刻 表 运 行 ， 但 在 线 路 的 部 分 运 营 区 段 内 允 许 公

20、共 汽 车 以 需 求 响 应 服 务 模 式 运 营 ， 在 响 应 区 域 内 为 乘 客 提 供 上 下 车 服 务 ， 如 在 线 路 沿 线 一 些 住 宅 小 区 密 集 的 区 域 等 ， 如 图5 所 示 。 6 ） 区域灵活公交服务 。 公 共 汽 车 在 一 条 交 通 走 廊 的 附 近 区 域 内 按 照 需 求 响 应 模 式 运 行 ， 车 辆 的 运 营 完 全 根 据 需 求 确 定 ， 唯 一 限 定 的 是 需 要 按 照 既 定 时 间 发 车 或 者 到 达 预 设 的 一 个 或 多 个 固 定 的 线 路 起 终 点 ， 如 图6 所 示 。 这 种

21、 模 式 类 似 于 中 国 的 超 市 班 车 ， 区 别 是 其 车 辆 运 行 的 线 路 并 不固定。 虽 然 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 很 早 就 被 提 出 ， 但 由 于 其 规 划 、 设 计 与 运 营 相 较 于 固 定 型 公 交 服 务 系 统 都 更 为 复 杂 ， 同 时 需 要 考 虑 公 交 运 营 机 构 与 两 类 乘 客( 固 定 车 站 乘 客 和 需 求 响 应 乘 客) 间 利 益 的 平 衡 ， 因 而 至 今 仍 未 在 世 界 范 围 内 广 泛 推 广 与 应 用 。 目 前 ， 仅 在 北 美 、 欧 洲 以 及 中 国 台 湾

22、等 国 家 和 地 区 的 部 分 城 市 开 通 运 营 。 表1 总 结 了 截 至2004 年，美国应用该类系统的城市数量 4 。 1 13 3 灵活型公交服务系统的优越性 灵活型公交服务系统的优越性 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 因 其 灵 活 的 服 务 模 式 ， 能 够 为 出 行 者 及 公 交 运 营 机 构 带 来 多 方 面的服务效益 ，具体包括： 1 ） 成 本 效 益 更 优 ： 结 合 了FRT 系 统 的 低 成 本 与DRT 系 统 灵 活 性 的 双 重 优 势 ， 营 运 机 构 通 过 较 低 的 成 本 投 入 即 可 实 现 与 小 汽 车 出

23、行 相 竞 争 的 、 灵 活 的 、 门 到 门 的 公 交 服 务，从而进一步提升公交出行分担率 ； 2 ） 服 务 品 质 更 佳 ： 该 系 统 可 以 作 为 FRT 系 统 的 重 要 补 充 ， 为 人 口 密 度 较 低 的 新 建 城 区 等 特 定 地 区 提 供 需 求 响 应 式 服 务 ， 从 而 健 全 多 层 次 、 差 别 化 的 公 交 服 务 体 系 ， 并 进一步提升公交系统的服务品质 ； 3 ） 受 惠 人 群 更 广 ： 通 过 个 性 化 、 门 到 门 的 定 制 服 务 为 包 括 残 疾 人 在 内 的 特 殊 人 群 提 供 更 便 利 、

24、安 全 、 舒 适 的 公 交 出 行 服 务 ， 以进一步扩大系统的服务受惠人群 。 2 2 系统关键理论 系统关键理论 从 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 概 念 的 提 出 至 今 ， 众 多 学 者 围 绕 该 系 统 的 关 键 理 论 与 方 法 展 开 了 广 泛 而 深 入 的 探 讨 。 归 纳 看 来 ， 研 究 64 乘客需求点 灵活接驳线路1 灵活接驳线路2 图3 需求响应接驳公交服务系统 Fig.3 Publictransitsystemwithtemporaryconnectionbetweenroutes tomeetthedemand 主线公交 换乘枢纽 换

25、乘枢纽 线路起终点 固定车站 响应车站 基准线路 实际运行线路 图4 需求响应车站公交服务系统 Fig.4 Publictransitsystemwithtemporarystopstomeetthedemand 线路起终点 固定车站 乘客需求点 响应区域 实际运行线路 图5 区段灵活公交服务系统 Fig.5 Publictransitsystemwithflexiblerouteswithinseveralsegments 8:00 8:15 8:30 线路起终点 8:00 发车/ 到站时间 乘客需求点 实际运行线路 图6 区域灵活公交服务系统 Fig.6 Publictransitsyst

26、emwithflexiblerouteswithinaregion灵 灵 活 活 型 型 公 公 交 交 服 服 务 务 系 系 统 统 及 及 其 其 研 研 究 究 进 进 展 展 综 综 述 述 潘 潘 述 述 亮 亮 俞 俞 洁 洁 卢 卢 小 小 林 林 邹 邹 难 难 内 容 主 要 集 中 在 系 统 设 计 决 策 、 关 键 参 数 设 置以及线路优化与调度三个方面 。 2 21 1 系统设计决策 系统设计决策 针 对 系 统 设 计 决 策 的 研 究 主 要 是 利 用 分 析 模 型 ， 通 过 架 构 系 统 的 现 实 应 用 环 境 ， 分 析 路 网 条 件 、

27、 客 流 空 间 分 布 等 特 征 要 素 与 系 统 效 益 的 相 关 性 ， 以 分 别 确 定FRT 系 统 与 灵 活型公交服务系统的服务边界切换条件 。 文 献4 针 对 客 流 量 已 知 的 情 况 下 ， 以 最 小 化 成 本 运 营 并 保 证 一 定 服 务 质 量 为 优 化 目 标 及 边 界 条 件 ， 确 定FRT 服 务 和 灵 活 型 服 务 运营模式切换的边界条件 。 文 献5 建 立 了 以 运 营 者 和 乘 客 费 用 最 小 为 目 标 的 分 析 模 型 来 规 划 和 设 计 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 服 务 边 界 条 件 ，

28、 比 如 车 站 设 置 、 服务区域规模等 。 文 献6-7 在 假 设FRT 系 统 与 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 运 营 成 本 相 同 的 条 件 下 建 立 了 乘 客 出 行 时 间 最 小 化 分 析 模 型 ， 并 通 过 求 导 得 到切换点的关键客流密度 。 文 献8 通 过 建 立 分 析 模 型 估 算FRT 系 统 转 换 为 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 ， 对 公 交 服 务 质 量 的 影 响 以 及 这 一 转 换 对 各 利 益 相 关 者 的 费 用和利益的影响 。 此 外 ， 也 有 部 分 学 者 对 于 该 系 统 是 否 能 够 被

29、 公 众 接 受 展 开 了 调 查 研 究 以 论 证 系 统 的 可 行 性 。 例 如 ， 文 献9 研 究 了 旧 金 山 湾 区 乘 客 对 于 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 反 映 以 及 乘 客 期 望 的 服 务 。 结 果 显 示 ，60% 的 被 调 查 者 愿 意 考 虑 将 该 系 统 作 为 出 行 的 选 择 之 一 ， 并 且 有12% 的人表示非常愿意使用这种服务 。 2 22 2 关键参数设置 关键参数设置 关 键 参 数 的 设 置 将 直 接 决 定 系 统 是 否 达 到 最 优 的 运 营 效 果 和 服 务 水 平 。 该 系 统 的 关

30、键参数主要包括 ： 1 ） 服务区域 。 指 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 能 够 提 供 服 务 的 范 围 ， 目 前 几 乎 所 有 对 该 系 统 的 研 究 均 是 围 绕 狭 长 的 矩 形 区 域 展 开 ， 这 与 国 外 的 网 格 状 道 路 布 局 不 无 关 系 。 文 献10 研 究 如 何 把 一 个 大 的 矩 形 服 务 区 域(L*W) 分 割 成 一 系 列 小 的 矩 形 区 域 并 由 一 条 公 交 线 路 独 立 运 营 服 务 ， 以 便 在 保 证 服 务 质 量 的 条 件 下 降 低 运 营 成 本 。 2 ） 车辆径向运行速度 。 指

31、 在 矩 形 服 务 区 域 内 沿 基 准 线 路 运 营 方 向 的 车 辆 运 行 速 度 。 文 献11 利 用 连 续 逼 近 的 方 法 计 算 出 车 辆 在 径 向 上 的 速 度 上 下 限 ， 借 助 这 种 在 实 际 操 作 条 件 下 求 得 的 速 度 区 间 ， 可 以 进 行 不 同 需 求 条 件 下 系 统 效 率 和 客 运能力的评价 。 3 ） 松弛时间 。 指 在 部 分 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 中( 如 线 路 可 偏 移 公 交 服 务 系 统) ， 为 了 不 违 反 固 定 车 站 的 时 间 约 束 ， 事 先 设 定 的 供 车

32、 辆 偏 离 基 准 线 路 行 驶 的 时 间 。 车 辆 偏 离 线 路 运 营 时 必 须 在 该 时 间 内 前 往 下 一 个 固 定 车 站 ， 不 得 违 反 各 固 定 车 站 的 时 间 约 束 。 文 献8 利 用 分 析 模 型 建 立 了 将FRT 系 统 转 换 为 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 时 估 算 各 利 益 相 关 者 费 用 和 收 益 的 数 学 关 系 式 ， 同 时 可 以 用 该 模 型 来 估 算 松 弛 时 间 。 文 献12 研 究 强 调 ， 对 于 一 个 高 效 的 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 而 言 ， 最 主 要 的

33、 是 设 置 恰 当 的 松 弛 时 间 ， 过 长 的 松 弛 时 间 并 不 意 味 着 更多的客流量 。 4 ） 配车数量 。 文 献13 对 该 系 统 为 保 证 一 定 的 乘 客 服 务 质 量 而 需 要 配 置 的 车 辆 数 进 行 研 究 ， 建 立 了 仅 需 已 知 需 求 分 布 及 乘 客 期 望 的 上 下 车 时 间 的 概 率 模 型 来 进 行 求 解 。 结 果 表 明 ， 该 模 型 能 够 在 多 种 不 同 的 运 营 情 景 下 对 所 需 要 的 车 辆 数 进 行 估 计 ， 以 便 决 策 者 进 行 合 理 的 系 统配置决策 。 5 ）

34、 其他。 文 献14 针 对 该 系 统 运 营 参 数( 包 括 时 间 窗 大 小 的 设 置 以 及 分 区 策 略 的 使 用) 对 效 益 评 价 指 标( 总 运 行 里 程 、 车 辆 数 量 等) 的 影 响 进 行 了 仿 真 研 究 。 结 果 表 明 ， 上 述 运 营 参 数 与 系 统 的 效 益 评 价 指 标 之 间 存 在 着 线 性 关 系 。 文 献15 以 系 统 成 本 最 小 化 为 优 化 目 标 ， 求 解 最 优 的 网 络 布 设 、 每 辆 公 共 汽 车 的 服 务 区 域 以 及 发 车 频 率 。 通 过 与FRT 系 统 以 及 出

35、租 汽 车 交 通 对 比 发 现 ， 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 在 中 低 密 度 的 出 行 需 求 下 具 有 最 低 的 系 统成本。 65 表1 灵活型公交服务系统的分类及应用城市数量 Tab.1 Classificationofflexibletransitserviceandthenumber ofcitiesusingthesystem 灵活型公交服务系统的分类 线路可偏移公交服务 车站可偏移公交服务 需求响应接驳服务 需求响应车站服务 区段灵活公交服务 区域灵活公交服务 系统应用城市数量/ 个 12 3 6 4 2 1UrbanTransport of China

36、Vol.12 No.2 March 2014 城 城 市 市 交 交 通 通 二 二 一 一 四 四 年 年 第 第 十 十 二 二 卷 卷 第 第 二 二 期 期 交通规划 2 23 3 线路优化与调度 线路优化与调度 根 据 需 求 分 布 是 否 已 知 ， 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 线 路 优 化 与 调 度 问 题 可 分 为 静 态 问 题和动态问题两类 ： 1 ） 静态问题 。 指 在 进 行 线 路 优 化 与 调 度 之 前 ， 所 有 的 乘 客 出 行 需 求 均 通 过 预 约 而 获 悉 ， 乘 客 可 以 提 前 一 个 小 时( 根 据 实 际 需

37、求 设 定) 对 其 出 行 服 务 进 行 预 约 。 在 线 路 优 化 完 成 后 ， 车 辆 不 再 去 服 务 运 营 过 程 中 产 生 的 新 的 出 行 需 求 。 文 献16 针 对 机 动 式 辅 助 客 运 系 统(Mobility Allowance Shuttle Transit System, MAST) 的3 种 不 同 运 行 情 况 分 别 建 立 了 以 效 益 与 成 本 差 值 最 大 化 为 目 标 的 离 线 优 化 模 型 ， 并 分 别 针 对 已 知需求和未知需求设计了相应的求解算法 。 文 献17 对MAST 系 统 及 其 关 键 参 数

38、进 行 了 全 面 描 述 ， 并 建 立 了MAST 系 统 线 路 优 化 的 混 合 整 数 规 划 方 程 。 研 究 表 明 ， 在 一 定 需 求 分 布 条 件 下MAST 系 统 的 性 能 优 于 常 规 公交系统。 文 献18-19 分 别 针 对 其2004 年 和2007 年 建 立 的 系 统 线 路 设 计 与 调 度 问 题 的 插 入 式 启 发 算 法 进 行 了 总 结 ， 并 为 验 证 该 算 法 的 参 数 灵 敏 性 以 及 不 同 形 状 的 服 务 区 域 对 系 统 运 量 的 影 响 进 行 了 大 量 的 仿 真 验 证 分 析 。 结 果

39、 表 明 ， 狭 长 型 服 务 区 域 的 运 行 效 果 较 好 ， 但 是 在 越 宽 的 服 务 区 域 内 ， 启 发 算 法 控 制 变 量 的设置对系统性能的影响越明显 。 文 献20 针 对 系 统 的 静 态 调 度 问 题 给 出 了 混 合 整 数 规 划 方 程 。 在 求 解 过 程 中 通 过 对 乘 客 行 为 进 行 合 理 假 设 而 做 了 一 系 列 逻 辑 简 化 ， 移除一些无效的解从而加速最优解的搜索 。 2 ） 动态问题 。 静 态 线 路 优 化 与 调 度 无 法 反 映 实 际 运 营 环 境 的 动 态 需 求 变 化 特 性 ， 因 此

40、作 为 静 态 问 题 的 延 伸 ， 动 态 问 题 是 在 静 态 优 化 完 成 之 后 ， 在 满 足 其 他 约 束 条 件 的 情 况 下 ， 在 车 辆 的 实 际 运 行 过 程 中 根 据 动 态 需 求 实 时 优 化 更 新 运 行 线 路 。 该 问 题 的 研 究 相 对 较 少 ， 仅 有 文 献21 在 洛 杉 矶 一 条 实 际 线 路 的 仿 真 研 究 中 ， 针 对 动 态 线 路 优 化 与 调 度 问 题 给 出 了 一 种 插 入 式 启 发 算 法 ， 该 算 法 可 以 看 作 是 对 其 2004 年提出的算法 17 的改进 。 3 3 已有研

41、究在中国的适应性分析 已有研究在中国的适应性分析 3 31 1 现有理论方法的不足及展望 现有理论方法的不足及展望 国 内 针 对 该 系 统 的 研 究 较 少 ， 仅 有 的 几 篇 文 献 22-25 还 是 停 留 在 对 这 类 新 型 系 统 在 国 外 成 功 实 施 的 经 验 总 结 及 其 在 中 国 实 施 可 行 性 的 初 步 探 讨 。 同 时 ， 现 有 针 对 该 系 统 的 实 施 与 推 广 均 是 基 于 特 定 的 路 网 条 件 及 低 密 度 客 流 需 求 特 性 ， 这 些 对 象 特 征 决 定 了 国 外 已 有 的 相 关 理 论 与 方

42、法 难 以 直 接 移 植 于 国 内 的 规划与运营实践 。具体表现在： 1 ） 服务区域 。 现 有 研 究 绝 大 部 分 都 是 基 于 狭 长 的 矩 形 服 务 区 域 ， 并 假 设 在 该 区 域 内 的 乘 客 需 求 均 匀 分 布 且 可 提 供 门 到 门 服 务 。 在 小 区 概 念 相 对 弱 化 和 具 有 通 达 性 较 好 的 方 格 状 规 则 分 布 的 支 路 网 的 条 件 下 ， 上 述 假 设 基 本 可 客 观 描 述 实 际 情 况 ， 但 鉴 于 中 国 城 市 人 口 分 布 的 高 密 度 和 不 均 匀 性 ， 以 及 “ 小 区 型

43、 ” 住 宅 开 发 特 点( 运 营 车 辆 无 法 进 入 小 区 内 部 ， 并 且 每 个 小 区 的 面 积 、 形 状 、 居 住 密 度 各 不 相 同) 均 与 现 有 研 究 的 假 设 迥 异 ， 如 将 上 述 关 于 服 务 区 域 的 研 究 方 法 直 接 移 植 至 中 国 无 疑 不 妥 。 因 此 ， 当 中 国 各 大 城 市 进 入 城 市 轨 道 交 通 建 设 的 高 峰 期 ， 一 种 可 行 的 思 路 是 围 绕 某 一 交 通 枢 纽 或 公 交 换 乘 站( 如 轨 道 交 通 车 站) ， 在 其 客 流 的 最 大 吸 引 范 围 内 ，

44、 根 据 客 流 预 约 情 况 灵 活 选 择 每 一 次 的 运 营 服 务 区 域 。 2 ） 模型架构 。 现 有 研 究 的 模 型 架 构 绝 大 部 分 都 是 通 过 对 路 网 形 状 和 客 流 空 间 分 布 的 严 格 假 设 ， 构 造 连 续 型 分 析 模 型(analytic model) 来 建 立 区 域 、 客 流 关 键 参 数 与 系 统 设 计 参 数 之 间 的 数 学 关 系 求 解 。 然 而 ， 正 是 由 于 上 述 假 设 在 中 国 实 际 交 通 环 境 中 并 不 存 在 ， 无 法 获 取 各 设 计 参 数 之 间 的 几 何

45、关 系 模 型 ， 导 致 已 有 模 型 无 法 直 接 用 于 规 划 与 运 营 实 践 。 因 此 ， 迫 切 需 要 密 切 结 合 国 内 路 网 条 件 、 公 交 乘 客 出 行 特 性 等 ， 明 晰 已 有 模 型 应 用 的 边 界 条 件 ， 进 而 改 造 或 架 构 新 的 模 型( 如 网 络 模 型) 以 适 用 于 中 国 的 现 实 情 况 。 针 对 中 国 特 有 的 “ 小 区 型 ” 住 宅 开 发 特 点 ， 可 以 考 虑 更 加 灵 活 的 乘 客 接 送 点 的 设 置( 如 设 置 在 小 区 门 口)， 将 各 小 区 的 出 行 需 求

46、 聚 集 到 一 个 或 多 个 接 送 点 ， 从而构建离散网络模型进行研究 。 3 ） 运营模式 。 对 于FRT 系 统 和 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 之 间 运 营 模 式 的 切 换 问 题 ， 现 有 研 究 在 假 设 需 求 服 从 均 匀 分 布 和 系 统 运 营 成 本 相 同 的 前 提 下 ， 选 取 客 流 需 求 密 度 作 为 运 营 模 式 切 换 的 唯 一 关 键 参 数 ， 通 过 最 小 化 乘 客 的 出 行 时 间 来 建 模 求 解 。 而 在 中 国 ， 不 同 小 区 的 需 求 分 布 和 密 度 均 不 相 同 ， 不 能 简

47、单 地 定 义 一 个 需 求 密 度 来 决 定 服 务 每 个 小 区 所 使 用 的 运 营 模 66灵 灵 活 活 型 型 公 公 交 交 服 服 务 务 系 系 统 统 及 及 其 其 研 研 究 究 进 进 展 展 综 综 述 述 潘 潘 述 述 亮 亮 俞 俞 洁 洁 卢 卢 小 小 林 林 邹 邹 难 难 式 。 即 便 是 针 对 每 个 小 区 计 算 出 一 个 关 键 密 度 和 时 间 ， 而 如 何 调 度 车 辆 运 营 仍 旧 是 个 需 要解决的问题 。 因 此 ， 为 了 使 灵 活 型 公 交 服 务 系 统 的 模 型 构 筑 能 更 真 实 地 反 映

48、 中 国 的 现 实 交 通 情 况 ， 研 究 应 从 以 下 几 个 方 面 作 进 一 步 的 延 伸 和拓展，包括 ： 1 ） 多车种配置优化研究 。 已 有 研 究 都 是 基 于 同 一 车 辆 类 型 和 容 量 来 运 营 的 ， 为 了 提 高 服 务 质 量 和 节 约 运 营 成 本 ， 可 以 考 虑 在 线 路 运 营 方 案 中 配 置 多 种 不 同 类 型 和 容 量 的 车 辆 ， 以 适 应 灵 活 型 公 交 服 务 线 路 的 实 际 客 流 量 需 求 以 及 服 务 功 能 定 位 。 2 ） 线路优化与调度研究 。 对 系 统 调 度 策 略 的

49、研 究 主 要 是 针 对 单 一 车 辆 以 及 单 一 车 场 ， 这 一 研 究 方 法 求 解 得 到 的 最 优 路 径 与 考 虑 场 站 位 置 和 数 量 的 情 况 可 能 不 同 。 此 外 ， 已 有 研 究 没 有 考 虑 与 接 驳 车 站 的 协 调 调 度 问 题 ， 并 限 制 车 辆 运 行 一 次 只 能 对 每 个 车 站 服 务 一 次 ， 不 允 许 小 范 围 环 线 的 出 现 ， 难 以 适 用 于 中 国 复 杂 的 客 流 出 行 需 求 分 布 。 因 此 ， 在 现 有 研 究 成 果 的 基 础 上 ， 需 要 密 切 结 合 中 国 城 市 公 交 线 路 运 营 的 现 实 特 征 ， 将 上 述 问 题 纳 入 线 路 设 计 和 车 辆 调 度 方 案 中 ， 以 优 化 资 源 配 置 ， 达 到 更 高 的 服 务 质量。 3 ） 服务评价体系建立 。 如 何 评 价 该 系 统 在 城 市 公 共 交 通 系 统 中 的 运 营 状 况 、 存 在 问 题 及 可 能 发 挥 的 潜 力 ？ 系 统 设 计 方 案 对 未 来 出