城市多模式交通模型-城市多模式公共交通运行协调方法

定义有向图G（S，L）表示多模式公共交通网络，其中S代表站点集合，包括公交站点子集合和轨道交通站点子集合Sr；L代表线路集合，包括公交线路子集合Lb和轨道交通线路子集合Lr。每一条线路的上下行将被分别视作独立的研究对象，如图9-8所示。

图9-8　网络G（S，L）示意图

定义Ω表示待研究的轨道交通线路与地面公交线路所构成的目标网络。Ω是网络G（S，L）的子集，主要考虑了地面公交与轨道交通的换乘关系，具体可表达成

其中，l和分别是集合Lb和Lr内具体的线路。s表示某一具体的公交站点，隶属于Sb（l），其中，集合Sb（l）为地面公交线路l沿途经过的所有公交站点的集合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轨道交通站点的集合。(www.xing528.com)

不等式表示公交站点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。即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存在换乘需求的公交站点，如图9-9所示。另外，由于服务于公交线路l的某一具体的公交车辆在公交站点s处的计划到站时刻无法同时与途经轨道站点处的所有轨道交通线路的离站时刻进行协调，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线路，如图9-9所示。轨道交通线路的筛选工作可以借助对客流量历史数据的分析完成。在一些安装有自动售检票系统（AFC）的城市，客流量数据可以从乘客刷卡记录数据中统计获取。

图9-9　由图9-8网络G（S，L）剥离出的目标网络Ω示意图

在目标网络Ω内，公交线路l的乘客可以选择在公交站点s下车，步行至轨道站点，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轨道交通列车车次。上述过程即定义为从地面公交线路顺利换乘至轨道交通线路。

假定在研究时间范围内（深夜时段，约22：00至24：00）目标地面公交线路按照固定且已知的运行计划（即现状运行计划）准点运行。由于夜间交通干扰小，公交车辆按照运行计划准点运行的假设是符合实际的。基于现状运行计划，可获取以下与公交线路l相关的运行参数：（1）研究时间范围内从首站发出的公交车辆数；（2）研究时间范围内计划发车间隔；（3）末班公交车首站计划发车时刻；（4）倒数第k（l）班公交车辆首站计划发车时刻；（5）倒数第k（l）班公交车辆在公交站点s和公交站点s+1之间区段的计划运行时间（包括区段内中间站点的停靠时间）。所允许的末班公交车最早首站计划发车时刻为运行计划优化模型中的重要参数，通常由公交运营企业和政府管理部门协商确定。至于轨道交通线路同样假定其总是可以严格按照计划准点运行。故只需根据其给定的运行计划获取末班列车在轨道站点处的计划离站时刻。另外，还需要通过实际调查获取公交站点s处的公交车辆停靠泊位数和乘客从公交站点s步行至轨道站点的平均所需时间。

根据上述已知参数，可通过协调目标公交车辆在公交站点处的到站时刻和与其存在换乘关系的相应末班列车在轨道交通站点处的离站时刻以保证最后k（l）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。具体来说，可以通过调节现状运行计划中公交车辆的首站计划发车时刻和计划运行时间来改变其在换乘站点处的到站时刻。因此，拟构建的基于轨道交通末班列车运行计划的地面公交深夜时段运行计划优化模型包含以下决策变量：（1）协调后末班公交车首站计划发车时刻；（2）倒数第k（l）班公交车辆首站计划发车时刻的调整幅度；（3）倒数第k（l）班公交车辆在站点s至站点s+1之间计划运行时间的调整幅度。地面公交运行计划经协调优化后，会导致不同公交线路的乘客换乘至同一轨道交通线路的末班列车，对列车载客能力提出要求。实践中，由于轨道交通末班列车上往往既有乘客数较少，即可以满足所有换乘乘客的需求。故假定在研究时间范围内轨道交通列车载客能力总能满足换乘需求。