城市公交参照列车运行参数获取方法

定义有向图G（S，L）表示待研究的多模式公共交通（地面公交和轨道交通）网络，其中，S代表节点集合，包括两个子集合：轨道交通站点集合Sr和公交站点集合Sb；L代表线路集合，包括两个子集合：轨道交通线路集合Lr和公交线路集合Lb。每条线路的上下行将被分别视作独立的研究对象，如图8-3所示。

图8-3　时间控制点示意图

l和是分别属于集合Lb和Lr的具体线路。s表示某一具体的时间控制点（即公交站点），隶属于集合Sb（l），其中，集合Sb（l）为公交线路l沿途经过的所有站点的集合；类似的表示某一具体的轨道交通站点，隶属于其中，集合为轨道交通线路沿途经过的所有站点的集合。不等式表示时间控制点s和轨道交通站点之间的步行距离必须小于等于乘客所能接受的最大换乘步行距离D。换言之，只有距离轨道交通站点D内的公交站点才会被视作与轨道交通有换乘关系和换乘需求的时间控制点。另外，由于服务于公交线路l的某一具体的公交车辆在时间控制点s处的计划到站时刻无法同时与途经轨道交通站点处的所有轨道交通线路的离站时刻进行匹配、协同，所以轨道交通线路往往是与公交线路l具有相对更高的换乘需求的轨道交通线路。轨道交通线路的筛选工作可以借助对历史客流量数据的分析完成。简而言之，正如图8-3所示，线路l上的公交乘客可以选择在时间控制点s下车，步行至轨道交通站点，然后在他们到达换乘站台后选择轨道交通线路上最先到站的一列车次。假定每列轨道交通列车的载客能力总能满足换乘需求。

除了上述讨论的与轨道交通存在换乘需求的公交站点会被确定为时间控制点，其他重要站点如临近主要客流发生吸引点的站点同样会被选定为时间控制点，如图8-3所示。已有研究对时间控制点选取已形成了一些常用经验和原则[67，210]：公交线路被n个时间控制点分为n+1个区段，各区段的特性宜尽可能相同；相邻两个时间控制点之间的间距不能过近，时间控制点过于接近将使得公交车辆驾驶员在运行过程中对实际运行与计划时刻表的偏差的恢复行为受到过度限制；相邻两个时间控制点之间的间距也不能过远，时间控制点选取得过于分散容易降低乘客对时刻表的信任度；不同的时间段，同一线路上选用的时间控制点不一定相同；车头时距稳定性较差的公交停靠站点宜作为时间控制点。(www.xing528.com)

基于AVL系统历史数据，可获取以下与公交线路l相关的运行参数：（1）车次k于时间控制点s处的实际到站时刻；（2）车次k从时间控制点s-1至时间控制点s的实际运行时间。实践中，公交车辆的区段运行时间是符合某一特定分布的随机变量，可通过分析拟合AVL系统采集的历史数据获取其分布的概率密度函数。需要注意的是，对区段运行时间的概率分布的估测必须是在未采用时间控制点时刻表的条件下AVL系统采集得到的数据，即提出的方法主要适用于尚未采用时间控制点时刻表的公交线路，从其途径的中途停靠站点中选取出时间控制点，并对其进行计划时刻表设计。另外，区段运行时间包括了区段内中途停靠站点处乘客上、下车时间，为时间控制点s-1处的到站时刻与时间控制点s处的到站时刻间的时间差。

至于轨道交通线路设定其总是可以严格按照计划时刻表运行。故只需要获取末班列车在轨道交通站点处的计划离站时刻，以及连续两班列车间的计划发车间隔。此处，末班列车亦可由其他适合的列车车次所替代，此类列车被定义为“参照列车”。具体说来，所谓参照列车即要求待优化公交车次上乘客不可能换乘至这一列车车次，同时在这一列车车次之前的任意两列列车之间发车间隔相同。为了便于表述，笔者直接将末班列车作为参照列车。

另外，还需要通过实际调查获取时间控制点s处的公交车辆停靠泊位数和乘客从时间控制点s（即公交站点s）步行至轨道交通站点平均所需时间。

根据以上所有已知的参数，确定合理的区段计划运行时间（区段平均运行时间加上松弛时间）以保证线路运行的可靠性，同时减少换乘乘客从公交服务换乘至轨道交通服务的等待时间，是基于协同调度的时间控制点时刻表设计问题的核心内容。