摘要:針對鐵路車站夜間乘客疏散問題提出基于定制公交的解決方案,并對其核心的多線路動態規劃問題展開研究.首先,針對乘客目的地較為分散的特性,基于DBSCAN算法對乘客目的地聚類,并結合道路�？織l件及乘客門到門服務的特殊需求動態確定定制公交�？空军c;其次,兼顧公交企業和乘客雙方利益,構建以定制公交車輛保有成本、運行成本和乘客時間成本之和最小為目標,以乘客出發與到達時間窗、載客量等為約束的多線路動態規劃模型;最后,以北京南站為例進行分析.結果表明:相比于出租車疏散,改進定制公交疏散方案能提高10%~35%的乘客疏散效率;與傳統定制公交疏散相比,可在節約28.6%的運營成本的同時提高10%的疏散效率.

　　關鍵詞:城市交通;定制公交;旅客疏散;改進DBSCAN聚類;線路優化

　　隨著鐵路運輸系統的發展,夜間到站旅客數量急劇上升,乘客的疏散問題逐漸成為社會關注熱點.定制公交通過集合個體出行需求,為出行起訖點、出行時間、服務水平需求相似的人群提供量身定制的輔助公交服務,具有較優的資源整合能力.政府及管理部門也于近幾年陸續出臺相關政策,促進客運定制服務的發展[1].針對鐵路夜間到站乘客流量大、到站時間集中、目的地較分散的出行特征,線路靈活、快捷經濟的定制公交對乘客的疏散具有極高的適用性.定制公交的推廣備受關注.

　　Liu等[2]探討了定制公交在中國的發展模式,對線路設計、時刻表編制等進行分析,闡述發展可行性.李彬[3]探討了定制公交車型設置原則,并對定制公交線路設計和運營進行了理論探討.Cao等[4]通過RP、SP調查分析了人們對定制公交等出行方式選擇的影響因素,對工作日定制公交的開行方案提供參考.在停靠站點設計方面,Qiu等[5]在需求不確定性環境下提出了動態可變站點策略,但對是否可將乘客需求點進行合并缺乏研究.邱果[6]在定制公交乘客的出行需求分布感知算法的基礎上。

　　提出了P-DN算法進行乘客出行需求起終點的聚類,但僅考慮了距離對聚類點的影響,未考慮如何實現所有乘客步行距離最小的聚類目標.在線路規劃方面,胡郁蔥等[7]提出了多起終點多車型混載的定制公交線路規劃模型.李艷梅[8]利用層次分析法,建立了乘客需求可拆分的定制公交線網規劃模型.姚恩建等[9]建立了同步優化發車間隔和車型配置的多目標優化模型,能實現公交企業的運營成本最小化,但主要針對的是常規公交.王健等[10]建立了以車輛運營里程最小為目標的車輛調度模型,但該模型由于將車輛延誤帶來的乘客時間價值損失轉變為當量行駛里程,忽視了不同地區乘客時間價值的差異性.

　　綜上而言,目前對定制公交的研究主要集中在通勤類定制公交的運營模式方面,對于集中到達的大客流疏散缺乏理論支撐,且在站點設置中對乘客總步行距離的考慮欠缺,在線路優化中對乘客時間價值成本的權衡方面研究不成熟,對保障乘客出行時間集約化的模型設計欠妥.本文作者充分考慮定制公交的服務水平,基于實時獲取的乘客需求,采用改進的DBSCAN算法進行定制公交停靠站點聚類,并提出了兼顧乘客出行時間價值成本和公交運營成本的多線路動態規劃算法.

　　1模型構建

　　由于鐵路夜間到站乘客的目的地類型較為單一,多集中于居住區域,存在對相鄰目的地進行聚類的可行性.且由于鐵路夜間到站乘客流量大,定制公交對集中到達的大客流疏散具有較高的適用性.為實現公交企業和乘客雙方利益均衡,通過改進的DBSCAN算法進行聚類,并結合道路停靠條件確定停靠站點,以定制公交運營成本和乘客時間價值成本之和最小為目標,進行線路動態規劃.

　　1.1�？空军c的確定充分考慮特殊乘客(如行李數量多、行走不便的乘客)對于門到門服務的需求,以及各目的地之間的相對位置,采用不受聚類點分布形狀影響的DBSCAN算法作為基礎算法,并在此基礎上考慮乘客人數權重進行聚類分析.算法的核心參數為最小鄰域點數MinPts和鄰域半徑EPS,MinPts為最小聚類乘客人數,EPS為乘客下車后的步行距離.

　　1.2線路優化模型

　　1.2.1優化目標

　　線路優化的目的是在兼顧企業運營成本的同時保障較高的服務水平.以定制公交運營成本和乘客出行成本之和最小為目標,建立線路動態規劃模型.其中,定制公交運營成本Cs主要包括:固有成本(含維修成本)和燃油成本(與運距和載客量成正相關)。

　　2案例分析

　　依托北京南站所在的西南區域隨機選取40個目的地、100名乘客進行驗證.同時獲取各目的地的位置坐標、乘客人數等.考慮到鐵路夜間到達乘客的目的地多為居住區域,目的地的選取多為人口密集的居住區.

　　2.1模型求解

　　采用DBSCAN聚類確定停靠站點,考慮到乘客步行半徑要求,設置MinPts=2,EPS=500m.聚類結果.不同的形狀代表不同類別,點狀為單獨成一類的停靠站點,共有四類.將聚類所得四個質心點(聚類點1~4)選取在交通便利、利于車輛停靠的地方,其余不滿足EPS約束的目的地直接加入停靠站點集合,在地圖上進行標注.

　　2.2結果評價

　　為充分證明模型的有效性,將改進定制公交疏散方案與出租車疏散方案、傳統定制公交疏散方案進行對比.

　　2.2.1與出租車疏散方案的對比分析

　　定制公交及出租車到達各個�？奎c所需時間以及車載乘客的總出行時間.其中出租車出行時間為行程時間與打車等待時間之和,根據文獻[13]定義打車時間為30min.

　　交通工程論文范例：公交系統管理論文發表指導

　　3結論

　　1)在充分考慮乘客的出行時間成本和公交企業運營成本的基礎上,建立了以公交服務水平為目標函數的線路優化模型.案例分析結果表明,本文提出的疏散方案與出租車相比,可提高10%~35%的疏散效率,相比于傳統定制公交,可節省26.9%的運營成本,縮短10%的出行時間.2)通過定制公交解決集中大客流的疏散難題,有利于提高出行質量,促進便捷、共享交通出行方式的發展,對于解決夜間有大批量乘客到達而缺乏配套交通服務系統的鐵路車站、機場等所存在的乘客疏散問題有重要的借鑒意義.

　　參考文獻(References):

　　[1]交通運輸部.交通運輸部關于深化改革加快推進道路客運轉型升級的指導意見[EB/OL].(2017-01-03)[2020-04-19].http://xxgk.mot.gov.cn/jigou/ysfws/201701/t20170103_2978739.html.MinistryofTransportofthePeople’sRepublicofChina.Guidanceondeepeningreformandacceleratingtheupgradingofpassengertransport[EB/OL].(2017-01-03)[2020-04-19].http://xxgk.mot.gov.cn/jigou/ysfws/201701/t20170103_2978739.html.(inChinese)

　　[2]LIUT,CEDERAA.Analysisofanewpublic-transportserviceconcept:CustomizedbusinChina[J].TransportPolicy,2015,39:63-76.

　　[3]李彬.定制公交與定制公交客車的研究[D].西安:長安大學,2013.

　　作者：姚恩建,馬斯瑋,向鎮,高一迪