基于歷史數(shù)據(jù)常規(guī)公交調度模式探析

馬川

摘 要：常規(guī)公交線路的運營管理對于其能否發(fā)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(yōu)化方法研究分析之后，本文結合淄博市內公交線路歷史數(shù)據(jù)，對線路調度模式進行探討，以期通過對現(xiàn)有調度模式的優(yōu)化調整更合理服務乘客出行。

關鍵詞：常規(guī)公交;調度方法;歷史數(shù)據(jù)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)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(qū)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(fā)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(jīng)[1]。

新時代我國公共交通事業(yè)處于快速發(fā)展階段，考慮環(huán)保出行，常規(guī)公交已逐步更換為新能源車輛運營。新時代常規(guī)公交仍然是公共交通系統(tǒng)的中堅力量。常規(guī)公交在具有地鐵或輕軌的大型都市發(fā)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(guī)公交更是作為中小城市的形象窗口，承擔城區(qū)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(jié)、氣候、地點和線路走向等因素的影響?？土麟S著季節(jié)月度和一天的時間段的不同呈現(xiàn)規(guī)律性變化。經(jīng)過對公交公司多年客流積累數(shù)據(jù)分析，夏秋季節(jié)客流明顯高于春冬季節(jié)客流，周內工作日客流平穩(wěn)，周末和節(jié)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(guī)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(yī)、購物等不同生活需求產(chǎn)生，節(jié)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(shù)、時間，有一定的動態(tài)規(guī)律，早晚出行特點明顯，節(jié)假日客流較少，工作日和特殊天氣時客流較多。

通過對常規(guī)公交線路運營區(qū)域的分析，可將線路客流劃分成區(qū)內客流和區(qū)間客流[3]。由于區(qū)間線路運距、運時較長，早晚客流存在差異，區(qū)間客流量較少，另外受特殊天氣的影響，此類客流節(jié)假日乘客較多。區(qū)內公交客流為常規(guī)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(shù)多。

（2）公交線路調度模式分析。公交線路運營屬于系統(tǒng)工程，包括居民出行調查、公交場站設置、公交線路規(guī)劃、公交線路優(yōu)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(yōu)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(yè)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(yè)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(huán)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(jù)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(qū)域范圍和實時性兩種條件為依據(jù)，以前者為依據(jù)將城市公交調度模式劃分為單線和區(qū)域兩種調度模式，以后者為依據(jù)將城市公交調度模式劃分為靜態(tài)和動態(tài)兩種調度模式。單線調度和靜態(tài)調度是公交調度的基本組成單元，而區(qū)域調度可在降低企業(yè)成本支出的同時提升城市公共交通工具運行效率，動態(tài)調度則可實現(xiàn)對復雜交通環(huán)境的動態(tài)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(tài)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(xù)站點，可以劃分成區(qū)間段區(qū)間車運營。對于整體客流較少的線路，可以實行定點發(fā)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(qū)間段區(qū)間車運營時，區(qū)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(qū)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(jiān)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(tài)，以此來進行線路車輛調度保障線路正常運營[5]?？紤]線路運營成本方面，合理配置線路上車輛數(shù)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(yōu)化方法分析

公交線路調度優(yōu)化的本質是利用科學的優(yōu)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(yōu)值，然后再以最優(yōu)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(yōu)化指標的個數(shù)將公交線路調度優(yōu)化方法分為單目標和多目標兩種優(yōu)化方法。

以運營成本為單目標的調度優(yōu)化可以降低公交運營企業(yè)的成本支出，實現(xiàn)降本增效。以居民出行成本為單目標的調度優(yōu)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(yōu)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(yōu)化法分為傳統(tǒng)優(yōu)化算法和智能優(yōu)化算法[6]。傳統(tǒng)優(yōu)化算法包括目標規(guī)劃法、加權組合法、重要目標法、分層序列法等。目標規(guī)劃法考慮目標指標的重要性等級，具有現(xiàn)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(tǒng)算法普遍受主觀性影響。

智能優(yōu)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(yōu)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(wěn)定性高。人工免疫算法收斂速度快，自我調節(jié)能力強。智能優(yōu)化算法普遍計算復雜度較高。

3 運用歷史數(shù)據(jù)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(qū)56條、區(qū)縣間線路43條、區(qū)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(qū)線路進行基于歷史數(shù)據(jù)公交調度方法的實踐。

（1）根據(jù)線路起止點位置劃分為區(qū)內線路、區(qū)間線路。（2）根據(jù)歷史客流數(shù)據(jù)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(jù)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(huán)進行動態(tài)線路調度調整。

4 結語

本文首先通過歷史數(shù)據(jù)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(yōu)化方法進行分析，最后以淄博市中心城區(qū)線路為例對基于歷史數(shù)據(jù)公交線路調度模式進行實踐應用，更好地發(fā)揮了常規(guī)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(yè)大學，2018.

[2]王東.常規(guī)公交線路多車型配置優(yōu)化模型研究[D].吉林大學，2018.

[3]王大勇，王海星.城市公交區(qū)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.