考虑时间可靠性的需求响应式接驳公交设计

摘要

与传统的路线固定式公交不同，需求响应式公交(DemandResponsiveConnector，简称DRC)没有固定的路线和站点而是按需接客，车辆将旅客运送到共同目的地(例如，地铁或铁路交通网络的换乘站)。旅客选择DRC的意愿会受到票价，旅行时间以及服务时间可靠性的影响。其中，服务时间可靠性的影响非常重要，因为DRC固有的灵活操作意味着行驶时间具有随机性，以往关于DRC的研究往往忽略了这一点。本文建立了包含等待时间，车内时间，花费以及旅行时间可靠性四个效用项的弹性需求函数，能够更为真实地反应出DRC系统中的实际的乘客出行需求。在此基础上我们提出了考虑车容量限制的单车以及双车需求响应式公交服务模型：在一个矩形区域服务区内，车辆按照一定的车头时距发车，并按照旅行商问题(TravelSalesmanProblem，简称TSP)最短路策略将乘客运往终点。本文主要从公司盈利和社会福利的角度对模型进行最优化设计，模型的决策变量包括票价，最佳运营周期以及服务面积。通过对模型解析，本文应用外点法和Nelder-Mead单纯形法的混合方法对模型进行求解，同时通过仿真DRC的运行过程，证实了模型建立和模型求解的正确性。此外，我们对求解结果进行了分析，研究了决策变量之间的内在联系，并且讨论了模型的关键参数(潜在出行密度，不停车线段，车容量)对优化结果的影响。通过对比我们得到了单车服务模式和双车服务模式转换服务方式的临界需求密度。我们相信这项工作能够帮助决策者根据特定区域的地理特征和乘客出行的社会经济特征来进行需求响应式公交的最优化设计，从而实现社会福利最大化或者是运营者利益最大化。

目录

声明

第1 章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.3.3 国内外现状总结

1.4 主要研究内容

1.5 研究方法与技术路线

1.5.1研究方法

1.5.2技术路线

1.6 论文组织结构

第2 章 需求响应式接驳公交服务概述

2.1 服务区域

2.2 运行方式

2.3 乘客需求

2.4 需求响应式公交调度流程

第3 章 需求响应式接驳公交服务优化模型

3.1.1优化问题

3.1.2模型假设

3.1.3符号定义

3.2 旅行时间可靠性的量化方法

3.3 单车系统优化模型

3.3.1弹性需求函数

3.3.2运营收入

3.3.3运营成本

3.3.4消费者剩余

3.4 双车系统优化模型

3.4.1弹性需求函数

3.4.2运营收入

3.4.3运营成本

3.4.4消费者剩余

第4 章模型求解

4.1 外点法

4.2 Nelder-Mead 单纯形法

第5 章实验分析

5.1 数值示例

5.2 仿真验证

5.3 决策变量分析

5.4.1 潜在出行密度

5.4.2 不停车线段

5.4.2 车容量限制

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文