城市多模式公共交通运行协调方法研究

由于末班列车是当日乘客利用轨道服务完成出行的最后机会，对于换乘乘客而言，只有当其所乘坐的公交车辆到达换乘站点的时间比其所需换乘轨道交通线路的末班列车在换乘站点处的离站时刻能提前步行换乘所需必要时间时，乘客才能顺利地从地面公交换乘至轨道交通以完成后续出行。此种情况下，乘客利用轨道交通完成的出行相较之前的地面公交出行往往距离更长，甚至涉及轨道交通网络内不同线路间的换乘过程。一旦乘客错过所需换乘的轨道交通线路的末班列车，将不得不选择替代出行方式（如出租车），使得出行成本大幅度提升，引起乘客尤其是低收入群体的不满和抱怨，降低公共交通服务的吸引力。图9-7描述了多模式公共交通网络的简化结构示意图，其中具体的上下客停靠站点和换乘站点均被省略。图中介绍了两类与轨道交通存在换乘关系的地面公交线路。对于服务轨道交通线路的接运公交（如图9-7的线路i，需要保证每一辆车上的乘客都能顺利换乘至所需的轨道交通服务。事实上，这也确实是接运公交运行计划设计时的基本原则和首要目标；而对于另一类与轨道交通存在换乘关系的地面公交线路（如图9-7的线路ii），可为轨道交通线路接送乘客，但更需要在轨道交通服务结束后继续运营以保证乘客仍能利用公共交通服务完成出行，即作为轨道交通服务的替代方式。显然，尽管两者间始终存在空间可达的换乘路径，线路ii最后若干班次车辆上的乘客将无法顺利换乘至轨道交通服务。即对于部分地面公交线路，尽管与轨道交通服务空间可达但仍存在不可避免的换乘失败的情况。为了兼顾减少地面公交与轨道交通换乘失败的情况和保障地面公交服务运营时长的双重诉求，通过调整优化地面公交深夜时段运行计划以实现大部分公交车辆都能顺利衔接上所需换乘的轨道交通线路，对提升不同方式间换乘服务吸引力具有重要意义。假设轨道交通系统末班列车运行计划已按照9.2节所介绍方法完成系统内部协调优化过程。另外，需要说明的是考虑到夜班公交线路（指运营时间从半夜至次日凌晨的夜间线路）往往作为轨道交通服务结束后的补充服务，即与轨道交通的换乘联系可忽略不计，故未将其列为本节研究对象。

图9-7　多模式公共交通网络简化结构(www.xing528.com)

基于给定的轨道交通末班列车运行计划，提出地面公交时刻表协调优化的目标：线路上最后k班公交车辆中至少有一班能顺利衔接上所需换乘的轨道交通线路。其中，k是预先给定的一个正整数，由公交运营企业和政府管理部门协商决定。协调时要求最后k班公交车辆中至少有一班到达换乘站点的时间比其所需换乘轨道交通线路的末班列车在换乘站点处的离站时刻能提前步行换乘所需必要时间。

实践中多模式公共交通网络内也存在从轨道交通线路末班列车换乘至地面公交服务的需求。此种情况下，乘客利用地面公交完成的出行与换乘之前的轨道交通出行相比往往距离较短，多为整个出行链的“最后一公里”。一旦乘客面临换乘失败选择替代出行方式时，由于是短距离出行，出行成本的增加往往在乘客所能接受的范围内。而且，轨道交通服务接运公交的存在已经在很大程度上降低了此类换乘失败的概率。减少轨道交通至地面公交换乘失败的末班公交车运行计划优化方法与减少地面公交至轨道交通换乘失败的深夜时段公交车运行计划方法上无显著差异（详见9.3.2节）。故本节将视角聚焦于地面公交至轨道交通的换乘需求。

参数k由于受到线路发车时刻和发车间隔的影响，对于不同的公交线路其取值往往不同。即对于线路l有其相对应的参数k（l）。k（l）取值的大小对线路l与轨道交通服务换乘衔接水平有重要影响。k（l）取值越小，则意味着要求与轨道交通换乘失败的车辆数越少（对换乘乘客有利），但同时也意味着线路越早结束运营（对非换乘乘客不利）。尽管研究中假定参数k（l）是给定的已知正整数，事实上基于本节所构建的优化模型进行参数k（l）的敏感性分析可帮助公交运营企业和政府管理部门共同制定合理的协调优化目标。若线路l是专为轨道交通接送客流的接运公交线路（如图9-7的线路i），令k（l）=1。