綜合客運(yùn)樞紐交通方式協(xié)調(diào)調(diào)度研究現(xiàn)狀概述

李興華 萬幸 黃敏 羅萬波

【摘要】綜合客運(yùn)樞紐包含了諸多交通方式，各交通方式間若能夠協(xié)調(diào)調(diào)度，可以最大限度的發(fā)揮曾是交通系統(tǒng)的整合效益。筆者認(rèn)為可以從主導(dǎo)交通方式與輔助交通方式協(xié)調(diào)調(diào)度的角度進(jìn)行調(diào)度方案的設(shè)計(jì)，以大運(yùn)量城市對(duì)外交通為主導(dǎo)交通方式，城市對(duì)內(nèi)交通為輔助交通方式，提出基于系統(tǒng)費(fèi)用最小化、考慮匹配度約束的運(yùn)能優(yōu)化模型；以時(shí)間費(fèi)用最小為目標(biāo)，分別建立常規(guī)公交、軌道交通與主導(dǎo)方式的協(xié)調(diào)調(diào)度模型，為樞紐交通方式調(diào)度方案的設(shè)計(jì)提供新的思路。

【關(guān)鍵詞】樞紐；交通方式；協(xié)調(diào)；調(diào)度

引言

綜合客運(yùn)樞紐包含了諸多交通方式，各交通方式間若能夠協(xié)調(diào)調(diào)度，可以最大限度的發(fā)揮曾是交通系統(tǒng)的整合效益。但由于我國在綜合客運(yùn)樞紐建設(shè)經(jīng)驗(yàn)上的不足，樞紐內(nèi)各交通方式未能實(shí)現(xiàn)良好的換乘銜接，主要表現(xiàn)為主導(dǎo)交通方式與銜接交通方式運(yùn)能不匹配，換乘乘客未能得到及時(shí)疏散，甚至出現(xiàn)滯留現(xiàn)象，乘客換乘不順暢，導(dǎo)致?lián)Q乘時(shí)間過長，這些問題的存在不僅影響了樞紐整體效益發(fā)揮，降低了服務(wù)水平，在一定情況下甚至?xí)绊憳屑~的運(yùn)營安全，因此對(duì)于樞紐內(nèi)部交通方式協(xié)調(diào)調(diào)度的研究是非常有必要的。

1、國外研究現(xiàn)狀

Jiamin Zhao從兩方面對(duì)公交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度：（1）優(yōu)化發(fā)車間隔。以等候費(fèi)用（車外+車上乘客等候費(fèi)用）最小為優(yōu)化目標(biāo)，以發(fā)車間隔為變量建立協(xié)調(diào)調(diào)度模型，通過談判算法求解得到公交網(wǎng)絡(luò)各線路的最優(yōu)發(fā)車間隔；（2）slack time 的優(yōu)化。以各站點(diǎn)乘客等待時(shí)間最小為優(yōu)化目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，通過模型求解得出各站點(diǎn)的最優(yōu)停靠富余時(shí)間。Prabhat Shrivastava和Margaret O Mahony從換乘系統(tǒng)費(fèi)用最小的角度出發(fā)建立多條公交線路的協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，通過遺傳算法求解，得到選取各線路的發(fā)車時(shí)間和運(yùn)行時(shí)刻表，并且以愛爾蘭公交站為例進(jìn)行研究。

Fang Zhao和Xiaogang Zeng采用Metaheuristic算法優(yōu)化了公交線路網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)乘客隨機(jī)到達(dá)確定建立協(xié)調(diào)調(diào)度模型，通過模型求解，得到公交線網(wǎng)各線路的發(fā)車間隔和配車數(shù)等運(yùn)營參數(shù)，最后制定相應(yīng)調(diào)度表。Cardone以運(yùn)營商和乘客的總費(fèi)用最小為目標(biāo)，以發(fā)車間隔、線路公交車輛數(shù)（fleet size）、?？扛挥鄷r(shí)間（slack time）為決策變量建立優(yōu)化模型，通過模型求解得到各運(yùn)營線路的最優(yōu)發(fā)車間隔。Ching-Jung Ting從隨機(jī)和確定兩種情況出發(fā)考慮乘客的換乘費(fèi)用，建立協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，通過Powell算法對(duì)模型求解，得到公交線路的發(fā)車間隔和車輛配置等運(yùn)營參數(shù)，最后確定整個(gè)路網(wǎng)內(nèi)公交線路的調(diào)度時(shí)刻表。

綜上所述，國外對(duì)于綜合客運(yùn)樞紐各類設(shè)施空間布局、各方式協(xié)調(diào)運(yùn)營等方面的研究較為成熟，大部分研究以樞紐系統(tǒng)費(fèi)用最小為目標(biāo)建立模型，通過模型求解得到樞紐內(nèi)各類設(shè)施布局、內(nèi)外部流線的最優(yōu)方案、各交通方式合理的發(fā)車間隔，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)樞紐的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

2、國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對(duì)于交通方式協(xié)調(diào)的研究主要集中在以下兩個(gè)方面

2.1 運(yùn)能協(xié)調(diào)。覃煜、晏克非、趙童從鐵路到達(dá)客流和城市常規(guī)公交運(yùn)輸能力的角度定義了運(yùn)能匹配的概念，把運(yùn)能匹配度作為衡量樞紐內(nèi)各方式是否協(xié)調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)運(yùn)能匹配在0.8附近時(shí)，兩種交通方式的協(xié)調(diào)性達(dá)到最優(yōu)。王秋平、李峰以軌道交通為干線交通方式，分析城市其他交通方式與其換乘時(shí)間的關(guān)系，通過模型求解，得出城市軌道交通系統(tǒng)效益最高時(shí)對(duì)應(yīng)的乘客最短換乘時(shí)間，并給出了城市交通方式之間相互協(xié)調(diào)運(yùn)營的措施和方法。黃文娟在分析國內(nèi)外軌道交通與城市常規(guī)公交運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實(shí)際情況，以系統(tǒng)費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)建立了軌道交通與常規(guī)公交協(xié)調(diào)模型，通過模型求解得出一類軌道交通樞紐站外部常規(guī)公交組織優(yōu)化的方案。

李萌、彭國雄著眼于公交網(wǎng)路中各線路的優(yōu)化調(diào)度方案，從各個(gè)公交線路在站點(diǎn)?？扛挥鄷r(shí)間的角度出發(fā)建立系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的協(xié)調(diào)模型，通過模型求解和具體實(shí)例分析，驗(yàn)證了模型的有效性。李艷紅等給出了鐵路客運(yùn)專線以及各城市交通集散能力的計(jì)算模型，從運(yùn)能匹配度的角度分析鐵路客運(yùn)專線與城市交通之間運(yùn)能的協(xié)調(diào)關(guān)系，并給出運(yùn)能匹配度的計(jì)算模型和分類標(biāo)準(zhǔn)。王健聰在其博士論文中提出了一體化運(yùn)能協(xié)調(diào)的模型，綜合分析樞紐內(nèi)各交通方式的特點(diǎn)以及換乘乘客個(gè)人屬性對(duì)于交通方式選擇的影響，確定協(xié)調(diào)模型的約束條件，最終以軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營成本最優(yōu)為目標(biāo)建立協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，通過求解、實(shí)例分析和軟件仿真，得出模型的適用性范圍。

田偉、豐偉在闡述綜合換乘樞紐信息協(xié)調(diào)平臺(tái)的基本概念、建設(shè)目標(biāo)和原則的基礎(chǔ)上，確定換乘系統(tǒng)信息協(xié)調(diào)平臺(tái)構(gòu)建的框架，通過對(duì)時(shí)間信息、流量信息的處理、發(fā)布和反饋，使樞紐內(nèi)的各種交通方式協(xié)調(diào)運(yùn)營。

國內(nèi)對(duì)于綜合客運(yùn)樞紐交通方式運(yùn)能協(xié)調(diào)的研究，主要從各交通方式運(yùn)能匹配度的角度出發(fā)來考慮，定量的分析綜合客運(yùn)樞紐各交通方式的集散能力，以換乘系統(tǒng)費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)建立協(xié)調(diào)模型。

2.2 各交通方式間銜接時(shí)間的協(xié)調(diào)。溫惠英、李鵬飛建立了一種基于預(yù)測(cè)反饋的城市公共交通協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)，利用相關(guān)終端獲取實(shí)時(shí)的客流數(shù)據(jù)，對(duì)各站點(diǎn)的運(yùn)量需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行計(jì)算處理，得到初步的班線調(diào)度策略；以群組為單位，對(duì)聯(lián)系較為緊密的各班線的調(diào)度策略進(jìn)行協(xié)調(diào)，得到各班線均能接受的優(yōu)化的調(diào)度策略，從而使各站點(diǎn)、班線和城市整體的客運(yùn)能力和適應(yīng)性均達(dá)到較為理想的水平。王琳等系統(tǒng)分析常規(guī)公交線路在各站點(diǎn)的變化規(guī)律，兼顧運(yùn)營商和乘客的利益建立公交車輛發(fā)車間隔的優(yōu)化模型，運(yùn)用遺傳—模擬退火（GA—SA）算法對(duì)模型求解，得出常規(guī)公交線路在不同時(shí)段的最優(yōu)發(fā)車間隔。

王琳虹以軌道交通為基礎(chǔ)考慮其與周邊交通方式的協(xié)調(diào)調(diào)度，首先分析樞紐內(nèi)部地鐵、常規(guī)公交和輕軌等交通方式的特性，在此基礎(chǔ)上以乘客換乘費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立交通方式協(xié)調(diào)調(diào)度模型，定量分析城市公共交通之間的集散關(guān)系；利用1stOpt軟件中的遺傳算法模塊對(duì)模型求解，得到常規(guī)公交、軌道交通的發(fā)車間隔和調(diào)度方案，并在北京西直門綜合客運(yùn)樞紐驗(yàn)證調(diào)度方案的有效性，為各方式間的協(xié)調(diào)調(diào)度提供參考。

綜上，國內(nèi)對(duì)于樞紐內(nèi)各方式之間協(xié)調(diào)調(diào)度的研究主要從運(yùn)能和乘客換乘時(shí)間兩方面來考慮，一般以樞紐系統(tǒng)總費(fèi)用最小或者乘客換乘時(shí)間最短為優(yōu)化目標(biāo)建立協(xié)調(diào)調(diào)度模型，通過模型求解確定接運(yùn)公共交通的發(fā)車間隔和相應(yīng)配車數(shù)，從而制定各線路的調(diào)度方案和配車數(shù)。

3、總結(jié)

在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為可以從主導(dǎo)交通方式與輔助交通方式協(xié)調(diào)調(diào)度的角度進(jìn)行調(diào)度方案的設(shè)計(jì)，以大運(yùn)量城市對(duì)外交通為主導(dǎo)交通方式，城市對(duì)內(nèi)交通為輔助交通方式，提出基于系統(tǒng)費(fèi)用最小化、考慮匹配度約束的運(yùn)能優(yōu)化模型；以時(shí)間費(fèi)用最小為目標(biāo)，分別建立常規(guī)公交、軌道交通與主導(dǎo)方式的協(xié)調(diào)調(diào)度模型，為樞紐交通方式調(diào)度方案的設(shè)計(jì)提供新的思路。

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作者簡介：李興華（1998-），女，內(nèi)蒙古赤峰人，研究生，樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助教。研究方向：交通運(yùn)輸工程。