需求響應(yīng)式公交運(yùn)營(yíng)組織方案研究

張笑杰 周海波

（北京公共交通控股(集團(tuán))有限公司，北京 100161）

產(chǎn)業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、大型商圈等片區(qū)的軌道交通接駁服務(wù)或片區(qū)內(nèi)部交通服務(wù)，其出行特征表現(xiàn)為時(shí)空分布不集中、方向勻稱(chēng)，出行效率不高、不夠便捷，交通運(yùn)行組織需要提升和優(yōu)化。需求響應(yīng)式公交突破了常規(guī)公交固定線路、固定班次的運(yùn)行模式，出行服務(wù)便捷，運(yùn)營(yíng)組織靈活，車(chē)輛運(yùn)用高效，可以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)等片區(qū)的出行特點(diǎn)。

1 需求響應(yīng)式公交的概念與特點(diǎn)

需求響應(yīng)式公交采用中、小型車(chē)輛，向每一位乘客提供座位，通過(guò)智能調(diào)度平臺(tái)、司機(jī)端和乘客端，智能、動(dòng)態(tài)地處理乘客的出行需求，靈活地調(diào)配接單車(chē)輛的車(chē)型[1]；固定站點(diǎn)、不固定線路，按照乘客的需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整行駛路徑、?？空军c(diǎn)，并在沿線搭乘相似方向的乘客，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的合乘出行服務(wù)。

Edwards等[2]分析對(duì)比了不同密度下常規(guī)公交與需求響應(yīng)式公交的優(yōu)劣性，得出“在密度越小的情況下，需求響應(yīng)式公交越具有優(yōu)勢(shì)”的結(jié)論。高煦明[3]通過(guò)對(duì)靜態(tài)調(diào)度模型和動(dòng)態(tài)調(diào)度模型的分析，論證了在合適的服務(wù)區(qū)域內(nèi)，需求響應(yīng)式公交能夠?yàn)槌丝吞峁└鼮楸憬莸姆?wù)。

需求響應(yīng)式公交突破了常規(guī)公交固定線路、固定班次的運(yùn)行模式，按需提供服務(wù)，具有舒適、便捷、高效、靈活、智能等五個(gè)方面的特點(diǎn)，適應(yīng)用地混合程度高的交通出行特征，可以進(jìn)一步提升片區(qū)內(nèi)的交通運(yùn)行組織水平。

舒適——每位乘客都有座位，體驗(yàn)舒適，出行體面。

便捷——根據(jù)實(shí)時(shí)出行需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整行駛路徑、?？空军c(diǎn)。

高效——實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)空余座位的數(shù)量，沿途搭乘相似出行方向的乘客。

靈活——按照需求的集中程度不同，靈活調(diào)配使用不同車(chē)型。

智能——智能處理乘客需求，在線查看接單車(chē)輛、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。

2 運(yùn)營(yíng)服務(wù)方案

需求響應(yīng)式公交車(chē)輛可采用5座小客車(chē)、12座中巴車(chē)等純電動(dòng)車(chē)型，配備定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、存儲(chǔ)模塊等智能設(shè)備。按照“線上下單，智能拼車(chē)，實(shí)時(shí)調(diào)度，快速接單”理念，動(dòng)態(tài)調(diào)整車(chē)輛行駛路徑、停靠站點(diǎn)，將區(qū)域內(nèi)行程相似的乘客撮合拼車(chē)出行，提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的合乘出行服務(wù)。

2.1 服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)

產(chǎn)業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、大型商圈等片區(qū)的軌道交通接駁或片區(qū)內(nèi)部交通需求比較分散，車(chē)輛周轉(zhuǎn)效率、運(yùn)用效率高于潮汐現(xiàn)象明顯的大城市長(zhǎng)距離出行，有益于制定較高的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，提高需求響應(yīng)式公交的吸引力，鼓勵(lì)綠色出行，見(jiàn)附表。

附表 需求響應(yīng)式公交服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 下單約車(chē)

乘客在需求響應(yīng)式公交設(shè)置的站點(diǎn)下單，在手機(jī)端輸入乘車(chē)人數(shù)，選定上車(chē)站點(diǎn)、下車(chē)站點(diǎn)。由運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)計(jì)算行駛路徑，根據(jù)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)生成乘車(chē)費(fèi)用。訂單支付成功后，立即按照接單派車(chē)算法分配車(chē)輛。

2.3 接單派車(chē)

實(shí)時(shí)匯集訂單需求，結(jié)合車(chē)輛空余座位、接單行駛時(shí)間等情況，尋找周邊可用車(chē)輛，生成司機(jī)端調(diào)度指令、接單路徑和乘客手機(jī)尾號(hào)，調(diào)度司機(jī)駕駛車(chē)輛前往站點(diǎn)接送乘客。

2.4 準(zhǔn)備乘車(chē)

運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)在1分鐘內(nèi)響應(yīng)完成接單派車(chē)工作，將分配的車(chē)輛信息發(fā)送到乘客手機(jī)端，包含駕駛員姓名、手機(jī)號(hào)、車(chē)輛號(hào)牌等信息。乘客按照手機(jī)提示的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，在上車(chē)站點(diǎn)等候接單車(chē)輛到達(dá)。

2.5 驗(yàn)證乘車(chē)

接單車(chē)輛到達(dá)上車(chē)站點(diǎn)，乘客確認(rèn)車(chē)牌號(hào)碼后上車(chē)；駕駛員與乘客確認(rèn)手機(jī)尾號(hào)無(wú)誤后，在司機(jī)端操作“乘客已上車(chē)”，按照導(dǎo)航的路徑前往下車(chē)站點(diǎn)。

如果接單車(chē)輛到達(dá)站點(diǎn)而乘客未到，則司機(jī)停車(chē)并環(huán)顧四周確認(rèn)后，在司機(jī)端操作“乘客未到達(dá)”，之后按照司機(jī)端的調(diào)度指令接續(xù)接單。

2.6 乘車(chē)評(píng)價(jià)

乘客到達(dá)站點(diǎn)下車(chē)后，系統(tǒng)自動(dòng)判斷結(jié)束訂單，并向乘客手機(jī)端返回乘車(chē)評(píng)價(jià)頁(yè)面。乘客可勾選駕駛員服務(wù)態(tài)度、車(chē)輛潔凈程度、乘車(chē)費(fèi)用是否有誤等體驗(yàn)評(píng)價(jià)信息。

3 業(yè)務(wù)流程與規(guī)則

需求響應(yīng)式公交采用定站、不定線的運(yùn)行模式，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)計(jì)算乘客的出行需求（上下車(chē)站點(diǎn)、乘車(chē)人數(shù)），并結(jié)合車(chē)輛位置與行駛方向，尋找出區(qū)域內(nèi)符合乘車(chē)需求程度最高的車(chē)輛。其規(guī)則要點(diǎn)包括接單范圍劃定、確定接單車(chē)輛、乘客候車(chē)時(shí)間、不同車(chē)型派單規(guī)則等。

3.1 環(huán)形派車(chē)算法

（1）環(huán)形范圍尋找車(chē)輛。尋找以乘客上車(chē)站點(diǎn)為圓心、1公里半徑環(huán)形范圍內(nèi)的車(chē)輛；如未找到任何車(chē)輛，則結(jié)合不同時(shí)段的候車(chē)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，高峰時(shí)段擴(kuò)大到4公里半徑范圍，平峰時(shí)段擴(kuò)大到2公里半徑范圍；如仍未找到車(chē)輛，則調(diào)派場(chǎng)站內(nèi)的車(chē)輛投入運(yùn)營(yíng)。

（2）確定備選車(chē)輛集合。遍歷環(huán)形范圍內(nèi)尋找到的所有車(chē)輛，篩選行駛方向與乘客OD連線的夾角在60度內(nèi)且有足夠空余座位的車(chē)輛，得到備選車(chē)輛集合為B1, B2…Bn。

（3）確定接單最優(yōu)車(chē)輛。將訂單的OD信息編入備選車(chē)輛集合，通過(guò)排列組合計(jì)算B1, B2…Bn的接單路徑，得到距離最短、響應(yīng)時(shí)間最快的最優(yōu)車(chē)輛，調(diào)派該車(chē)接收乘客訂單。

（4）推送接單路徑。將訂單信息插入到最優(yōu)車(chē)輛的行程中，生成接單導(dǎo)航路徑，推送到司機(jī)端，指導(dǎo)駕駛員按照導(dǎo)航提示接單。

3.2 不同車(chē)型接單規(guī)則

（1）中巴車(chē)接單規(guī)則：主要投入訂單時(shí)空分布集中的區(qū)域，并根據(jù)歷史積累訂單不斷分析、優(yōu)化派車(chē)的時(shí)間與站點(diǎn)。

當(dāng)某臺(tái)中巴車(chē)的上座率達(dá)到80%以上，或駛離訂單分布集中的區(qū)域時(shí)，則按照派車(chē)算法指派另一臺(tái)中巴車(chē)接單。此外，設(shè)定拼單候車(chē)時(shí)間上限為10分鐘，如果超過(guò)上限，則終止車(chē)輛繼續(xù)拼單，保證乘客的出行效率。

（2）小客車(chē)接單規(guī)則：所有區(qū)域均全時(shí)段開(kāi)放接單服務(wù)，遵循環(huán)形派車(chē)算法，動(dòng)態(tài)尋找車(chē)輛接受訂單。

3.3 車(chē)輛走行

運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)根據(jù)乘車(chē)訂單的上下車(chē)站點(diǎn)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃車(chē)輛的行駛路徑，導(dǎo)航提示駕駛員?？垦鼐€站點(diǎn)；駕駛員借助導(dǎo)航提示，?？空军c(diǎn)接單，服務(wù)乘客出行，如圖1所示。

圖1 車(chē)輛接單走行流程

乘客到達(dá)站點(diǎn)下車(chē)后，駕駛員啟動(dòng)車(chē)輛駛離站點(diǎn)，系統(tǒng)將結(jié)束訂單并釋放出空閑座位。如果車(chē)輛臨時(shí)停泊30分鐘仍未接到訂單，司機(jī)端將提示駕駛員返回附近的公交場(chǎng)站。

3.4 訂單取消

通過(guò)乘客端取消訂單，為了既不浪費(fèi)運(yùn)力，又提高接單效率，在乘客支付成功后3分鐘之內(nèi)，通過(guò)手機(jī)端取消訂單，無(wú)手續(xù)費(fèi)；3分鐘之后取消訂單，則收取乘車(chē)費(fèi)用的20%作為手續(xù)費(fèi)，同時(shí)限制該乘客在6小時(shí)內(nèi)無(wú)法繼續(xù)下單。

4 運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)需求響應(yīng)式公交的運(yùn)營(yíng)服務(wù)方案和業(yè)務(wù)管理規(guī)則，運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)為四層（圖2）。

圖2 運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

支撐層：是系統(tǒng)架構(gòu)最底層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)支撐、存儲(chǔ)、清洗、重組、分析、交換等功能。

業(yè)務(wù)層：包括業(yè)務(wù)平臺(tái)、智能調(diào)度系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)、調(diào)度管理平臺(tái)、司機(jī)端業(yè)務(wù)系統(tǒng)，是系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理、智能計(jì)算、管理平臺(tái)交互、終端后臺(tái)支持的核銷(xiāo)層。

接口層：包括前置接口、設(shè)備接口，與上層應(yīng)用層進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、指令交互，支持HTTP、HTTPS、TCP協(xié)議，滿足各種軟件、硬件系統(tǒng)的對(duì)接要求。

應(yīng)用層：是面向用戶的上層應(yīng)用，包括乘客端、車(chē)載設(shè)備（OBD、GPS、視頻設(shè)備）、司機(jī)端。

5 應(yīng)急管理

5.1 車(chē)輛故障

當(dāng)出現(xiàn)車(chē)輛故障時(shí)，駕駛員在司機(jī)端上報(bào)故障信息；調(diào)度員在調(diào)度管理平臺(tái)收到提示后，隨即查找故障地點(diǎn)周邊的可用車(chē)輛，向駕駛員發(fā)出調(diào)度指令；車(chē)輛前往故障地點(diǎn)接送乘客，將乘客送至目的地；調(diào)度員同步更改故障車(chē)輛狀態(tài)信息，臨時(shí)剔除運(yùn)營(yíng)序列，車(chē)輛返回場(chǎng)站接受檢查維修。

5.2 特殊天氣

當(dāng)出現(xiàn)雨、雪、霧等特殊天氣情景時(shí)，調(diào)度員可通過(guò)調(diào)度管理平臺(tái)，向所有車(chē)輛的司機(jī)端發(fā)布注意安全駕駛的提示信息，告之積水嚴(yán)重的路段與橋區(qū)、能見(jiàn)度小于50米的路段以及繞行路段。

5.3 系統(tǒng)故障

當(dāng)接到系統(tǒng)故障通知電話后，維護(hù)團(tuán)隊(duì)立即分析事件嚴(yán)重程度和影響程度。對(duì)影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)的系統(tǒng)故障，半小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，4小時(shí)內(nèi)修正；對(duì)不影響運(yùn)營(yíng)服務(wù)的系統(tǒng)故障，4小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，2日內(nèi)修正。

6 結(jié)論與展望

本文制定了需求響應(yīng)式公交的運(yùn)營(yíng)服務(wù)方案；制定了業(yè)務(wù)流程與規(guī)則，提出環(huán)形派車(chē)算法和不同車(chē)型的接單規(guī)則，能夠靈活、高效地調(diào)派車(chē)輛；搭建了運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)構(gòu)架與終端平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能化、信息化服務(wù)乘客?？蓱?yīng)用在產(chǎn)業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、大型商圈等片區(qū)的軌道交通接駁服務(wù)或片區(qū)內(nèi)部交通服務(wù)，可發(fā)揮響應(yīng)式公交的示范引領(lǐng)作用。

本文設(shè)計(jì)的需求響應(yīng)式公交運(yùn)營(yíng)組織方案，需要進(jìn)一步積累訂單數(shù)據(jù)，包括下單時(shí)間、OD分布、合乘情況等等，不斷優(yōu)化環(huán)形派車(chē)算法的參數(shù)設(shè)置和不同車(chē)型的接單規(guī)則，進(jìn)一步提高車(chē)輛運(yùn)用效率。經(jīng)過(guò)不斷積累和優(yōu)化，運(yùn)營(yíng)組織方案具備逐步向新市鎮(zhèn)、衛(wèi)星新城應(yīng)用的可能。