【摘要】：公共交通系統(tǒng)作為城市可持續(xù)發(fā)展中不可缺少的環(huán)節(jié),是城市決策者長(zhǎng)期關(guān)注的重點(diǎn);已建成的多元化公共交通系統(tǒng),為日間通勤者提供了更大的出行便利和更好的機(jī)動(dòng)性。然而,受運(yùn)營(yíng)時(shí)間的制約,城市中的深夜出行群體,如學(xué)生、環(huán)衛(wèi)工人、個(gè)體經(jīng)營(yíng)者,卻難以從現(xiàn)有公共交通系統(tǒng)中獲益;他們中的大多數(shù)人受惡劣工作環(huán)境和低收入困擾,卻仍需在返家時(shí)支付額外的夜間出租車費(fèi)用,且時(shí)常遭遇打車難、黑車加價(jià)等亂象。隨著城市夜間經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步繁榮,建立安全、廉價(jià)、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的夜間公交系統(tǒng),成為市民共識(shí),并被越來(lái)越多的城市提上日程。反思中國(guó)城市夜間公交運(yùn)營(yíng)的歷程,諸多項(xiàng)目因無(wú)法避免空載率過(guò)高造成的運(yùn)營(yíng)虧損,在有限的運(yùn)營(yíng)周期后宣告終止;相比之下,充足證據(jù)表明,為具有相似夜間出行需求的用戶群體提供區(qū)域間直達(dá)的定制公交服務(wù)是平衡市民夜間出行權(quán)益與公交公司良性收益的最佳選擇。然而,新的問(wèn)題由此產(chǎn)生:當(dāng)居民出行調(diào)查面對(duì)夜間交通現(xiàn)象變得效率低下而成本高昂,我們將通過(guò)何種方式深入理解夜間群體性出行需求?在已獲知出行需求的基礎(chǔ)上,又如何設(shè)計(jì)夜間公交系統(tǒng),使之獲得市民出行權(quán)益與系統(tǒng)收益的雙贏目標(biāo),并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的永續(xù)發(fā)展?智慧城市語(yǔ)境下的“城市計(jì)算”——通過(guò)大數(shù)據(jù)普適計(jì)算優(yōu)化城市系統(tǒng)的新興方法論——為本文啟發(fā)了針對(duì)以上問(wèn)題的新的解決思路。當(dāng)現(xiàn)有的大多數(shù)公交系統(tǒng)在深夜停止服務(wù),出租車幾乎成為夜間出行的唯一選擇,因此可認(rèn)為群體性出行需求由“城市感知”的出租車軌跡進(jìn)行映射;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)“智慧提取”與“服務(wù)產(chǎn)出”,將出租車軌跡表征的夜間出行ODT特征,轉(zhuǎn)化為夜間公交系統(tǒng)“城市計(jì)算”框架的輸入數(shù)據(jù)源,并通過(guò)合理的模型與算法,對(duì)最優(yōu)的夜間公交系統(tǒng)方案進(jìn)行求解�；谏鲜鏊悸�,本文構(gòu)建了以最優(yōu)NBS(Night-time Bus Service)系統(tǒng)為產(chǎn)出的城市計(jì)算框架T2NBS(Taxi to Night-time Bus Service)。該框架包括1)合理的數(shù)學(xué)模型(出行需求估計(jì)MNL與決策目標(biāo)MINLP),其在同步優(yōu)化NBS系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量(站點(diǎn)、路徑、運(yùn)行時(shí)刻表、人車匹配)與服務(wù)質(zhì)量(步行可達(dá)性、時(shí)間匹配度、出行時(shí)長(zhǎng)、出行費(fèi)用)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)NBS系統(tǒng)的收益最大化;2)求解該模型“超級(jí)綜合NP-Hard”難題的分階段順序型啟發(fā)式算法,包括第一階段挖掘群體性出行需求的時(shí)空間密度聚類算法、第二階段提取步行可達(dá)性最佳的最少站點(diǎn)的站點(diǎn)部署算法、第三階段探查收益最大化的路徑與時(shí)刻表的動(dòng)態(tài)搜索算法。本文對(duì)T2NBS城市計(jì)算框架在虛擬Sioux Falls網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,結(jié)果表明,與盲目搜索算法相比,T2NBS能夠以萬(wàn)級(jí)的計(jì)算效率求得最優(yōu)性高于90%的近似最優(yōu)解。在西安市的真實(shí)城市情景中,通過(guò)與三種基準(zhǔn)算法(最熱站點(diǎn)算法HSD、等時(shí)間距算法ETI、非精簡(jiǎn)算法NSL)的對(duì)照實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了T2NBS計(jì)算所得的最優(yōu)NBS系統(tǒng),不僅可以取得更高的整體收益,亦可以提供更好的步行可達(dá)性和更精準(zhǔn)的用戶時(shí)間匹配;與出租車出行相比,用戶選擇NBS服務(wù)造成的出行時(shí)長(zhǎng)的適度增加可以通過(guò)出行費(fèi)用的大幅節(jié)省來(lái)彌補(bǔ),因此NBS可以充分滿足經(jīng)濟(jì)、社會(huì)弱勢(shì)群體的夜間出行需求。
【圖文】：

的日間公交和地鐵系統(tǒng)，已經(jīng)為大多數(shù)人提供了便捷廉價(jià)的交通方式和通達(dá)城市主要區(qū)域的流動(dòng)權(quán)利。然而，深夜返家或出行的學(xué)生和工人，如衛(wèi)生工作者、夜班工人、夜間活動(dòng)場(chǎng)所的從業(yè)者，卻難以從現(xiàn)有的公共交通系統(tǒng)中獲益。他們中的大多數(shù)人受惡劣的工作條件和低工資的困擾，但他們乘坐出租車返家時(shí)仍需支付夜間昂貴的額外費(fèi)用，或是乘坐私人交通工具而承擔(dān)夜間交通的安全風(fēng)險(xiǎn)。在深夜及凌晨的城市繁華地段，打車行為屬于完全的“賣方市場(chǎng)”，運(yùn)營(yíng)的出租車數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于有打車需求的乘客數(shù)量[38]。在這樣的供需失衡下，出租車索取額外費(fèi)用、拒載及非法運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)象屢屢發(fā)生，不僅給出行者帶來(lái)不便，也給城市治理造成困擾。騰訊智庫(kù)聯(lián)合國(guó)家發(fā)改委做出的《中國(guó)智慧城市全景報(bào)告》顯示，黑車安全問(wèn)題、打車難和價(jià)格高成為當(dāng)前中國(guó)城市居民夜間出行面臨的三大難題[39, 40]。圖 1.1 展示了 2018 年 12 月某工作日 16 時(shí)，，西安市以鐘樓為起點(diǎn)，公交出行與出租車出行的等價(jià)圈；等價(jià)圈描述了在給定的出行成本限制下，出行者所能到達(dá)的空間范圍；數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)橫縱間隔各 500 米，采樣基于高德地圖開(kāi)放平臺(tái)。

6圖 1.2 西安市居民活動(dòng)熱力圖Figure 1.2 Heat maps of human activities in Xi’an City作為對(duì)比，韓國(guó)首爾市自2013年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)的夜間公交項(xiàng)目“貓頭鷹巴士（”O(jiān)wlBus），以完全不用于西安舊夜間公交的正面案例給予本文諸多啟示——貓頭鷹巴士的線路有別于日間公交的線路，其路徑用于串聯(lián)從手機(jī)信令數(shù)據(jù)中挖掘的夜間活動(dòng)熱點(diǎn)區(qū)域，其運(yùn)營(yíng)時(shí)間表來(lái)自于夜間活動(dòng)者的尋車呼叫記錄；貓頭鷹巴士展示了一種大數(shù)據(jù)情景下的需求導(dǎo)向型公交雛形，它不以路網(wǎng)或時(shí)段覆蓋率為目標(biāo)，也不以 TOD 為價(jià)值取向，而是純粹的服務(wù)于夜間出行利益共同體。事實(shí)證明，貓頭鷹巴士在運(yùn)營(yíng)收益、用戶滿意度甚至政治反饋上都達(dá)到了極高的水平[30]。1.1.3 城市計(jì)算中的規(guī)劃方法論變革夜間公交的實(shí)踐案例，折射出長(zhǎng)期存在于我國(guó)規(guī)劃方法論中的頑疾。近三十年來(lái)，
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U491.17

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2659853