共享单车影响下接驳公交线路设计与车辆配置方法

作     者：刘路美 刘钲可 马昌喜 谭二龙 马晓磊 LIU Lu-mei;LIU Zheng-ke;MAChang-xi;TAN Er-long;MAXiao-lei

作者机构：北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 兰州交通大学交通运输学院兰州730070 

出 版 物：《交通运输系统工程与信息》 (Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology)

年 卷 期：2023年第23卷第1期

页      面：165-175页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB1600100) 北京市自然科学基金(8212010) 

主　　题：交通工程 线路设计 车辆配置 混合整数非线性规划 接驳公交 共享单车 

摘      要：针对轨道交通的“第一/最后一公里问题,接驳公交和共享单车是通勤用户最常选择的两种公共交通方式。为理解共享单车对接驳公交出行需求和线路设计等规划运营方面的影响,提出供需交互状态下的接驳公交线路设计与车辆配置模型。需求端考虑出行时间和出行费用,基于用户在共享单车和接驳公交之间的模式选择行为,动态计算接驳公交实际出行需求;供应端考虑车辆容量、数量和流平衡约束,以最小化公交运营成本和用户出行成本之和为目标,建立混合整数非线性规划模型,优化接驳公交线路设计及车辆配置。模型采用拉格朗日松弛算法进行求解。该方法应用于北京市回龙观地铁站周边出行小区接驳公交线路设计,公交及单车出行需求采用真实的IC卡数据,以及摩拜单车骑行数据,站点间行驶时长采用高德驾车路径规划API(Application Programming Interface)数据。实验结果表明,车辆总数为10,线路数量为2时,考虑共享单车影响的接驳公交规划模型相较于只考虑单一模式可以有效避免规划需求误差。此时,各站点到地铁站的平均运行时间是15.58 min,乘客平均等待时间是3.35 min;在线路数量为4时,各站点到地铁站的平均运行时间为8.53 min,几乎减少了50%,乘客平均等待时间为3.44 min。然而,随着线路数量的增加,模型计算时间会呈指数级增长。因此,从模型计算时效性角度,线路数量设置为2或3时,均可满足0.5 h更新一次线路的应用需求。