CN109993353B - 一种轨道交通沿线常规公交线路选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道交通沿线常规公交线路选择方法，具体包括一种基于广义出行时间成本与出行时间节省比例模型轨道交通沿线待调整常规公交线路选择的方法，该方法构建常规公交与轨道交通共线段广义出行时间成本及出行时间节省比例模型，评价轨道交通共线段相对于常规公交的时间效用，筛选出待调整的常规公交线路。本发明能够促进轨道交通与常规公交的协调发展，为城市公共交通发展决策提供依据。

Description

一种轨道交通沿线常规公交线路选择方法

技术领域

本发明涉及智慧城市和智能交通、城市交通规划、大数据分析挖掘与综合应用技术领域，具体涉及一种轨道交通沿线常规公交线路选择方法。

背景技术

轨道交通以运量大、速度快、准点率高的优势在城市公共交通体系中占据主导地位，由于轨道交通需承载城市客流的主要流向，线路走向通常与常规公交线路布设密集的城市主次干线走向重合。轨道交通开通后常常引起沿线常规公交客流的转移，为使其开通后能发挥大运量作用，避免一定程度的常规公交运力浪费，需要在轨道交通投入运营前对沿线常规公交线路的优化调整做出预判，以整合公共交通资源，提高运行效率。

在轨道交通沿线常规公交线路的调整中，国内外研究仅关注网络的优化调整方面。国内学者部分研究的轨道沿线常规公交线路的调整均为轨道投入运营之后，仅采用影响常规公交线路调整的固定指标(共线长度6.75km)确定待调整的公交线路，城市在实践中采用统一指标共线6Km以上的经验值，均未考虑轨道交通相对于沿线常规公交线路的效应进行有针对性的调整。在轨道交通沿线常规公交线路的优化方面，国内外仅关注常规公交与轨道交通的协同运营，优化常规公交的站间距、运营参数，使整个网络达到最优，关于常规公交线路调整的研究仅根据经验判断，未考虑常规公交线路的客流分布和换乘特征；另一方面，已有研究往往默认常规公交与轨道交通共线部分的客流会转移到轨道交通，事实上，客流是否会发生转移与共线段轨道相对于常规公交的效用及站点空间关系有关。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轨道交通沿线选择待调整常规公交线路的方法和一种轨道沿线常规公交线路调整方法，在分析常规公交与轨道交通共线空间关系的基础上，首先考虑到轨道交通的时间优势，构建常规公交与轨道交通共线段广义出行时间成本及出行时间节省比例模型，评价轨道交通共线段相对于常规公交的时间效用，筛选出待调整的常规公交线路；其次，针对筛选的待调整的常规公交线路，以常规公交线路换乘客流为基础计算站点重要度，以评价共线段站点空间关系是否能满足乘客便捷换乘轨道的需求，评估端点线路是否为重要线路并以一定置信度水平评价非重要端点线路是否存在重要站点，进一步结合端点线路长度分别制定共线段及端点线路的调整原则。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一方面，本发明一种基于广义出行时间成本与出行时间节省比例模型的轨道交通沿线待调整常规公交线路选择方法，用于选择轨道交通沿线待调整常规公交线路，在分析轨道交通与常规公交共线空间关系的基础上，考虑轨道交通的时间优势特点，建立轨道交通与常规公交共线段的广义出行时间成本与出行时间节省比例模型，评价轨道交通共线段相对于常规公交共线线路的效用，进而确定待调整的常规公交线路；具体步骤如下：

步骤101)采集安装GPS设备的公交车实时发送的GPS轨迹数据，动态获取包括时间、车载终端ID、经纬度坐标、瞬时速度和方向信息，计算高峰时段共线段的车辆平均行程时间作为常规公交出行时间

步骤102)采用换乘打折制，按照实际过程中居民出行在公共交通票价上的支出进行建模，共线段常规公交的出行费用记为M_B，表示如下：

M_B＝m_one×(1+a_oneP_one) (1)

式(1)中，m_one为常规公交的票价水平(元/次)；P_one为换乘常规公交折扣率；a_one为换乘次数；

步骤103)获取出行者的单位时间价值λ_one(元/min)，经过换算得到出行费用的时间转换价值

表示如下：

式(2)中，M_B为常规公交的出行费用；λ_one为单位小时时间价值；

步骤104)出行时间与出行费用的时间转换价值总和为共线段常规公交广义出行时间成本C_B，表示如下：

步骤105)轨道交通共线段的出行时间包括共线段轨道交通的平均行程时间和换乘时间，换乘时间包括步行到站时间、轨道交通站内行走时间和候车时间；则轨道交通共线段的出行时间

表示如下：

式(4)中，

为轨道交通共线段的平均行程时间；

为常规公交与轨道交通的换乘时间；

为换乘时步行到站时间；

为轨道站内走行时间；

为轨道站内候车时间；

其中，轨道交通共线段的平均行程时间

根据轨道交通线路平均运行总时间及共线段里程所占的比例来换算；站内候车时间

为乘坐轨道两站点间最小间距的平均行程时间；乘客的站内走行时间由地铁车站的标准化设计决定，乘客走行的空间包括出入口、站厅和站台；所述站厅包括通道、楼梯或自动扶梯；

步骤106)乘客换乘过程中的步行到站时间

表示如下：

式中，s₀为步行到站距离；v₀为普通成年人的步行速度；

步骤106)乘客换乘过程中站内走行时间

表示如下：

式中，

为站内出入口的走行时间；

为站厅通道及楼梯或自动扶梯的走行时间；

为在站台层的走行时间；

步骤108)乘客在轨道站内换乘走行时间

根据轨道站点的设计进行测算得出，如式(7)(8)(9)所示；根据轨道站设计的平面设计图测算出入口的走行距离、入口楼梯或扶梯的平面距离、站厅通道内的走行距离、站厅楼梯或扶梯的平面距离和站台候车的平面距离，分别以s₁、s′₁、s₂、s′₂、s₃表示；另外在换乘站的设计中，站内会设置多个楼梯或自动扶梯，则乘客在站台层选择上下车的位置距离楼梯最远为站台距离与楼梯个数的比值，n_one为楼梯个数；

式(7)(8)(9)中，v₁为乘客在轨道站平直通道内拥挤状态的平均步行速度；v₂为地铁站内自动扶梯的运行速度；v₃为下行楼梯的平均步行速度；v₄为上行楼梯的平均步行速度；d为轨道站点的设计层高；

步骤109)M_R为轨道交通出行费用，表示如下：

式中，M_R为共线段轨道交通的出行费用；m₀为轨道交通起步价(元)；

为轨道交通起步价能乘坐的最远距离(km)；L_one为出行者轨道交通里程(km)；τ_one为轨道交通单位里程收费(元/km)；

步骤110)原常规公交出行的费用指选择公交完成一次出行的费用，在共线段选择轨道交通的出行者会先选择常规公交后转移到轨道或者先转移到轨道后换乘常规公交才能完成一次出行；因此，在轨道交通的出行费用计算时，需计入乘坐常规公交的出行费用；出行费用换算成时间价值的方法同步骤103)，常规公交出行者选择换乘轨道交通出行费用的时间转换价值为

表示如下：

步骤111)判断是“点-线”空间模式还是“点-线-点”空间模式；若常规公交与轨道交通为端点共线，由于存在一个折点，则抽象描述为“点-线”空间模式，进行步骤112)、步骤113)和步骤116)；若常规公交与轨道交通为中间共线，由于存在两个折点，则抽象描述为“点-线-点”空间模式，则进行步骤114)、步骤115)和步骤116)；

步骤112)“点-线”空间模式的共线段轨道交通的广义出行时间成本C_R为轨道交通的出行时间与出行费用的时间转换价值总和，表示如下：

步骤113)定义“点-线”空间模式出行时间节省比例在10％以内，表示出行时间没有节省，则出行时间节省的比例k_one，表示如下：

式中，

为常规公交共线线路的全程平均运行时间；

步骤114)“点-线-点”空间模式的共线段轨道交通广义出行时间成本C_R，表示如下：

式中，

为第二次换乘时间，换乘次数a_one＝1；

步骤115)由于“点-线-点”空间模式相对于“点-线”空间模式增加了一次换乘时间，则出行时间节省比例k_one，表示如下：

步骤116)若广义出行时间成本C_R＜C_B且k_one＞10％，则确定为待调整的常规公交线路。

另一方面，本发明一种基于站点重要度均值和单侧置信区间的轨道交通沿线待调整常规公交线路调整方法，通过对所述待调整的常规公交线路进行客流特征分析，分别评估待调整常规公交上、下行线路的站点重要度，分析共线段站点空间关系以判断共线段是否保留，同时通过站点重要度均值和单侧置信区间确定端点线路和站点是否为重要线路和站点，并结合端点线路长度确定端点线路是否保留，具体步骤如下：

步骤201)对整条公交线路换乘客流而言，第i_point个站点的站点重要度

表示为：

式(16)中，

为某常规公交线路在第i个站点的上、下车客流量之和；Q_two为该公交线路上、下车客流总量；

步骤202)便捷换乘站点个数占比，表示如下：

式(17)中，κ为常规公交共线段B段便捷换乘站点个数；K_two为常规公交共线段B段所有站点个数；ρ为常规公交共线段B段便捷换乘站点个数占比；所述B段表示在轨道站点换乘范围800m以内的常规公交站点，定义为便捷换乘站点；

步骤203)便捷换乘站点重要度占比，表示如下：

式(18)中，β_two为常规公交共线段B段便捷换乘站点重要度占比；

步骤204)判断轨道和常规公交线路共线段的便捷换乘站点个数占比是否在80％以上，是则进行下一步，否则共线段保留并且全线保留；

步骤205)取消共线段线路，并对其进行端点线路评估与调整；

步骤206)采用端点线路站点重要度均值m_two代表该段线路总体重要度，表示如下：

式(19)中，n_two为常规公交端点线路A段或C段线路的站点总数；

步骤207)通常，采用全线站点重要度的平均值M_two代表全线总体重要度：

式(20)中，N_two为该常规公交线路的站点总数；

步骤208)通过对端点线路总体重要度与全线总体重要度进行比较，评价该段线路是否是重要线路，若有：

m_two＞M_two (21)

则该端点段线路为重要端点线路，应该保留，进行步骤211)；否则该端点段线路为非重要端点线路进行步骤209)；

步骤209)对于非重要端点线路，会存在单一站点重要度较高的站点的情况，将该段站点重要度与全线一定置信度水平单侧置信区间上限比较，判断该段线路是否存在重要站点；计算全线站点重要度的标准差δ及置信度水平为1-a的单侧置信区间上限θ：

步骤210)判断该非重要端点线路得站点相对于全线是否为重要站点，若有：

式(24)中，I_max是该段线路最大的站点重要度；

则认为该非重要端点线路存在重要站点，需要保留，进行步骤211)；否则进行取消线路；

步骤211)判断保留的常规公交端点线路是否满足常规公交开设接驳线路长度L_minopen的标准，满足则保留为接驳线，不满足则合并到其他线路。

采用上述方案后，本发明的有益效果是：

(1)本发明中在轨道交通沿线常规公交待调整线路选择模型中，首先考虑轨道交通的时间优势，在分析轨道交通与公交线路的空间关系的基础上，建立常规公交与轨道交通共线段高峰时段的广义出行时间成本与出行时间节省比例模型，其中包含了高峰时段道路的交通状态、常规公交与轨道交通的换乘时间与二者衔接站点间距、轨道站点的设计等因素，弹性筛选出待调整的常规公交线路，为进一步优化轨道交通共线段常规公交线路提供依据；

(2)本发明针对筛选的待调整常规公交线路制定的调整原则中，主要是从常规公交线路换乘客流分布方面计算站点客流量的大小，即站点重要度，以此为基础分析共线段站点空间关系是否能使大多数乘客便捷换乘到轨道交通，同时评价端点线路是否为重要线路并以一定置信度水平评价非重要端点线路是否存在重要站点，进一步结合端点线路长度分别制定共线段及端点线路的调整原则；本发明方法为轨道交通沿线常规公交线路的调整提供理论和方法，促进轨道交通与常规公交的协调发展，为城市公共交通发展决策提供依据。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种轨道交通沿线常规公交线路选择方法不局限于实施例。

附图说明

图1为本发明实施例的轨道车站乘客流线示意图；

图2为本发明实施例的轨道交通与常规公交共线关系图；

图3为本发明实施例的“点-线”空间模式示意图；

图4为本发明实施例的“点-线-点”空间模型示意图；

图5为本发明实施例的常规公交9*9下行线路换乘客流站点重要度分布；

图6为本发明实施例的常规公交9*9下行线路A、C段站点重要度均值特征。

具体实施方式

以下将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述和讨论。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明一种基于广义出行时间成本与出行时间节省比例模型轨道交通沿线待调整常规公交线路选择的方法，在分析轨道交通与常规公交共线空间关系的基础上，考虑轨道交通的时间优势特点，建立轨道交通与常规公交共线段的广义出行成本与出行时间节省比例模型，评价轨道交通共线段相对于常规公交共线线路的效用，进而确定待调整的常规公交线路；具体步骤如下：

步骤101)采集安装GPS设备的公交车实时发送的GPS轨迹数据，动态获取时间、车载终端ID、经纬度坐标、瞬时速度、方向等信息，计算高峰时段共线段的车辆平均行程时间，即为常规公交出行时间

步骤102)本发明采用换乘打折制，按照实际过程中居民出行在公共交通票价上的支出进行建模，共线段常规公交的出行费用记为M_B，表示如下：

M_B＝m_one×(1+a_oneP_one) (1)

式(1)中，m_one为常规公交的票价水平(元/次)；P_one为换乘常规公交折扣率；a_one为换乘次数；

步骤103)根据计算出行者的单位时间价值λ_one(元/min)，经过换算得到出行费用的时间转换价值

表示如下：

式(2)中，M_B为常规公交的出行费用；λ_one为单位小时时间价值；

步骤104)出行时间与出行费用的时间转换价值总和为共线段常规公交广义出行时间成本C_B，表示如下：

步骤105)轨道交通共线段的出行时间包括共线段轨道交通的平均行程时间和换乘时间，换乘时间主要包括步行到站时间、轨道交通站内行走时间和候车时间。则轨道交通共线段的出行时间

表示如下：

式(4)中，

为轨道交通共线段的平均行程时间；

为常规公交与轨道交通的换乘时间；

为换乘时步行到站时间；

为轨道站内走行时间；

为轨道站内候车时间；

其中，轨道交通共线段的平均行程时间

可以根据轨道交通线路平均运行总时间及共线段里程所占的比例来换算；站内候车时间

为乘坐轨道两站点间最小间距的平均行程时间；乘客的站内走行时间由地铁车站的标准化设计决定，参见图1所示，根据《地铁设计规范》可知，乘客走行的空间主要包括出入口、站厅(通道、楼梯或自动扶梯)和站台；

步骤106)乘客换乘过程中的步行到站时间

表示如下：

式中，s₀为步行到站距离；v₀为普通成年人的步行速度。

步骤106)乘客换乘过程中站内走行时间

表示如下：

式中，

为站内出入口的走行时间；

为站厅通道及楼梯或自动扶梯的走行时间；

为在站台层的走行时间。

步骤108)乘客在轨道站内换乘走行时间

根据轨道站点的设计进行测算得出，如式(7)(8)(9)所示。通过轨道站设计的平面设计图可以测算出入口的走行距离、入口楼梯或扶梯的平面距离、站厅通道内的走行距离、站厅楼梯或扶梯的平面距离、站台候车的平面距离，分别以s₁、s′₁、s₂、s′₂、s₃表示。另外在换乘站的设计中，通常站内会设置多个楼梯或自动扶梯(为下行的乘客设置楼梯，为上行的乘客设置楼梯与自动扶梯)，则乘客在站台层选择上下车的位置距离楼梯最远为站台距离与楼梯个数的比值，n_one为楼梯个数；

式(7)(8)(9)中，v₁为乘客在轨道站平直通道内拥挤状态的平均步行速度；v₂为地铁站内自动扶梯的运行速度(v₃为下行楼梯的平均步行速度，v₄为上行楼梯的平均步行速度)；d为轨道站点的设计层高；

步骤109)M_R为轨道交通出行费用，表示如下：

式中，M_R为共线段轨道交通的出行费用，m₀为轨道交通起步价(元)；

为轨道交通起步价能乘坐的最远距离(km)；L_one为出行者轨道交通里程(km)；τ_one为轨道交通单位里程收费(元/km)；

步骤110)原常规公交出行的费用指选择公交完成一次出行的费用，在共线段选择轨道交通的出行者会先选择常规公交后转移到轨道或者先转移到轨道后换乘常规公交才能完成一次出行。因此，在轨道交通的出行费用计算时，需计入乘坐常规公交的出行费用。出行费用换算成时间价值的方法同上，常规公交出行者选择换乘轨道交通出行费用的时间转换价值为

表示如下：

步骤111)判断是“点-线”空间模式还是“点-线-点”空间模式，若常规公交与轨道交通为端点共线(参见图2所示)，由于存在一个折点，可抽象描述为“点-线”空间模式(参见图3所示)，则进行步骤112)、步骤113)和步骤116)，若常规公交与轨道交通为中间共线(参见图2所示)，由于存在两个折点，可抽象描述为“点-线-点”空间模式(参见图4所示)，则进行步骤114)、步骤115)和步骤116)。“点-线”空间模式中，通过分别计算常规公交和轨道交通共线段的广义出行时间成本，并将共线段选择轨道交通节省的出行时间占原常规公交线路的平均行程时间，得到出行时间节省的比例。“点-线-点”空间模式中共线段内由于存在两个折点可能发生两次换乘，需要增加另一个换乘点的换乘时间并重新判断广义出行时间成本与出行时间节省比例以进行比较；

步骤112)“点-线”空间模式的共线段轨道交通的广义出行时间成本C_R为轨道交通的出行时间与出行费用的时间转换价值总和，表示如下：

步骤113)通常转移到轨道交通后能节约更多出行时间的出行者，更愿意选择轨道交通出行。定义“点-线”空间模式出行时间节省比例在10％以内，表示出行时间没有节省，则出行时间节省的比例k_one，表示如下：

式中，

为常规公交共线线路的全程平均运行时间；

步骤114)与“点-线”空间模式相比，常规公交共线段的广义出行时间成本不发生变化，而轨道交通的广义出行时间成本由于需要考虑两次换乘，出行时间上需要增加一次换乘时间，出行费用上选择轨道交通出行相当于常规公交出行方式本身发生一次换乘。轨道交通广义出行时间成本C_R表示如下：

式中，

为第二次换乘时间，换乘次数a_one＝1；

步骤115)通过换乘两次选择轨道交通出行的出行时间较长，一般来讲，出行时间越长，选择轨道交通出行能节约更多的出行时间。由于“点-线-点”空间模式相对于“点-线”空间模式增加了一次换乘时间，则出行时间节省比例k_one，表示如下：

步骤116)若广义出行时间成本C_R＜C_B且k_one>10％，则确定为待调整的常规公交线路。

另一方面，本发明一种基于站点重要度均值和单侧置信区间的端点线路调整方法，针对共线段时间效用较低的常规公交线路进行客流特征的分析，分别评估待调整常规公交上下行线路的站点重要度，分析共线段站点空间关系以判断共线段是否保留，同时通过站点重要度均值和单侧置信区间确定端点线路和站点是否为重要线路和站点，并结合端点线路长度确定端点线路是否保留，具体步骤如下：

步骤201)对整条公交线路换乘客流而言，第i_point个站点的站点重要度

可以表示为：

式(16)中，

为某常规公交线路在第i个站点的上、下车客流量之和；Q_two为该公交线路上、下车客流总量；

步骤202)便捷换乘站点个数占比

式(17)中，κ为常规公交共线段(B段)便捷换乘站点个数(在轨道站点换乘范围800m以内的常规公交站点，定义为便捷换乘站点)；K_two为常规公交共线段(B段)所有站点个数；ρ为常规公交共线段(B段)便捷换乘站点个数占比；

步骤203)便捷换乘站点重要度占比

式(18)中，β_two为常规公交共线段(B段)便捷换乘站点重要度占比；

步骤204)判断轨道和常规公交线路共线段的便捷换乘站点个数占比是否在80％以上，是则进行下一步，否则共线段保留并且全线保留；

步骤205)取消共线段线路，并对其进行端点线路评估与调整；

步骤206)采用端点线路站点重要度均值m_two代表该段线路总体重要度：

式(19)中，n_two为常规公交端点线路(A或C段)线路的站点总数；

步骤207)通常，采用全线站点重要度的平均值M_two代表全线总体重要度：

式(20)中，N_two为该常规公交线路的站点总数；

步骤208)通过对端点线路总体重要度与全线总体重要度进行比较，评价该段线路是否是重要线路，若有：

m_two＞M_two (21)

则该端点段线路为重要端点线路，应该保留，进行步骤211)；否则该端点段线路为非重要端点线路进行步骤209)；

步骤209)对于非重要端点线路，可能会存在单一站点重要度较高的站点，将该段站点重要度与全线一定置信度水平单侧置信区间上限比较，判断该段线路是否存在重要站点。计算全线站点重要度的标准差δ及置信度水平为1-a的单侧置信区间上限θ：

步骤210)判断该非重要端点线路得站点相对于全线是否为重要站点，若有：

式(24)中，I_max是该段线路最大的站点重要度；

则认为该非重要端点线路存在重要站点，需要保留，进行步骤211)；否则进行取消线路；

步骤211)判断保留的常规公交端点线路是否满足常规公交开设接驳线路长度L_minopen的标准，满足则保留为接驳线，不满足则合并到其他线路(采用其它交通方式)。

如下将通过具体实施例对“基于广义出行时间成本与出行时间节省比例模型轨道交通沿线待调整常规公交线路选择的方法”和“基于站点重要度均值和单侧置信区间的端点线路调整方法”进行说明。

实施例1

选取A城市2017年7月24日至2017年8月6日两周内工作日以湖滨东路站点为端点的共线段线路的车辆GPS信息，主要包括车辆编号、线路信息、站点信息、到站时间等。以与轨道1号线共线9站的常规公交线路4*路为例进行计算。常规公交线路4*路总长12.44km，票价全程1元，与轨道交通共线8.32km，属于上述提到的“点-线-点”空间模式，共线段位于常规公交湖东站与高崎站之间。线路4*路的广义出行时间成本分为平均行程时间与出行费用的时间转换价值两部分。根据A城市交通发展年度报告分析得到的早高峰时段为7:30-8:30，选取4*路公交车2017年7月24日到2017年8月6日两周工作日该时段的车辆GPS信息，计算公交线路共线段绿家园小区站与高崎火车站(中埔)站之间的平均行程时间

根据线路4*路的票价，m_one＝1元，M_B＝1，a_one＝0，通过收入法计算A城市的单位出行时间价值。其中，2016年A城市年人均工资为68586元，按一年工作日250d，每天8h工作时间计算，据此计算得到单位时间价值标准为λ_one＝0.57元/min。常规公交的广义出行时间成本为：

A城市地铁1号线全长30.3km，全程通行时间约为50min。由共线段取湖滨东路站与集美学村站为换乘站点，长为8.50km，根据里程所占的比例计算可得轨道交通共线段的平均行程时间

步行速度随着人流密度的上升而降低，当高差变化较大时，步行速度会降低，各种情况下的步行速度的取值如下，乘客步行到站的平均步行速度v₀＝4.68km/h，乘客在轨道站点内人流较为集中的通道内的平均步行速度v₁＝3.6km/h，乘客在站点内下楼梯的平均步行速度v₂＝2.74km/h、上行楼梯的平均步行速度为v₃＝1.02km/h，自动扶梯的运行速度为2.34km/h。

A城市轨道1号线湖滨东路站点车站形式为两层岛式，站厅与站台换乘楼梯设置n_one＝3。通过湖滨东路站点平面图分别测算得到各项指标分别为步行到站距离s₀＝95m、出入口的走行距离s₁＝36.8m、入口楼梯或扶梯的平面距离s′₁＝19.86m、站厅通道内的走行距离s₂＝47.77m、站厅楼梯或扶梯的平面距离s′₂＝4.74m、站台候车的平面距离s₃＝112.99m，d＝6，湖滨东路站乘客的站内候车容忍时间根据乘客选择乘坐轨道站点最小间距定义，湖滨东路站到相邻站莲坂站之间的距离为0.67km，根据站点间距占全线里程的比例计算得出站内候车时间

则计算如下：

同理，可以计算第二次换乘时间

轨道交通的出行费用参考深圳地铁分段计价制，轨道共线2个区间，票价M_R＝3元，换乘轨道交通需要前后选择常规公交，票价M_B＝2元。由于A城市暂无换乘优惠信息，在计算过程中未考虑换乘折扣率，通过收入法计算出行费用的时间转换价值为：

轨道交通共线段的广义出行时间成本为：

线路4*路全程平均行程时间为41min，因此，4*路在共线段换乘轨道交通后出行时间节省的比例为：

因此，线路4*路可选为待调整的线路。

采用上述方法对29条共线线路对应的轨道交通与常规公交广义出行时间成本差、出行时间节省比例进行计算，得到结果见表1，表1为以湖滨东路站为换乘站(轨道1号线)的共线线路模型结果。

表1

从常规公交与轨道交通共线段广义出行时间成本差与转移轨道交通后出行时间节省比例的模型结果中，可以发现1*3路、2*路、4*路、9*9路这4条线路轨道交通广义出行时间成本相比常规公交较小，且换乘轨道交通后出行时间节省比例大于10％，可以判断轨道交通共线段相对于常规公交线路的效应较大，初步判断线路上的乘客在共线段时会考虑从常规公交转移到轨道交通，从而确定这4条线路是待调整的常规公交线路。

实施例2

对于A城市2017年12月31日开通的轨道交通1号线换乘站湖滨东路站点为端点的共线线路，本实例选取共线段较长的9*9路下行线路(S37-S1)进行实例研究。常规公交9*9与轨道交通1号线共线属于“点-线-点”换乘两次空间关系。A段是从S14到S1，B段是从S26到S15，C段是S37到S27。以A城市2016年5月份19个工作日早高峰时间的公交刷卡数据、公交车的GPS数据进行研究。本实例以95％的置信度水平判断是否存在重要站点，通过查表可得t_α(N-1)的值为1.68。参考A城市交通发展年度报告，取早高峰时间为上午7:30-8:30。

通过统计分析9*9下行线路A、B、C段站点重要度

的值及分布特征参见图5所示。以轨道换乘站辐射范围800m为临界值，针对常规公交9*9下行线路共线段κ＝12个站点进行评价，K_two＝14，确定了S20站和S25站换乘不便，并统计转移客流影响下该段线路站点重要度。结果表明，该段线路中换乘站点数占比ρ＝83.33％，换乘站点所承担的站点重要度占比为β_two＝83.98％，说明9*9下行线路共线段的站点空间关系可以满足大多数乘客转移到轨道交通的换乘需求。

参见图6所示，从9*9路换乘客流的端点线路站点重要度均值来看，C段常规公交线路的重要度高于全线站点重要度的平均值，为重要线路；A段站点重要度低于全线站点重要度平均值，为非重要线路。

针对A段非重要线路，进一步评价该段线路是否存在重要站点。M_two＝2.7％，N_two＝37，计算全线站点重要度的标准差δ、95％置信水平的单侧置信区间上限θ如下：

则全线95％置信度水平单侧置信区间上限为，参见表2所示，通过对该线路A段站点重要度进行评价，可以确定：

I_max＝2.17％＜2.96％

结果表明，该段线路不存在重要站点。

表2

参考A城市已开设的BRT链接线，取接驳线路长度为L_minopen＝3km。通过计算9*9线路下行线路端点线路A、C段分别为7.3km、5.6km，端点线路的长度均大于接驳线L_minopen的开设标准。9*9下行线路的调整方案为A、B段取消、C段保留。

以上仅为本发明实例中一个较佳的实施方案。但是，本发明并不限于上述实施方案，凡按本发明所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种轨道交通沿线常规公交线路选择方法，其特征在于，在分析轨道交通与常规公交共线空间关系的基础上，考虑轨道交通的时间优势特点，建立轨道交通与常规公交共线段的广义出行时间成本与出行时间节省比例模型，评价轨道交通共线段相对于常规公交共线线路的效用，进而确定待调整的常规公交线路；具体步骤如下：

步骤101)采集安装GPS设备的公交车实时发送的GPS轨迹数据，动态获取包括时间、车载终端ID、经纬度坐标、瞬时速度和方向信息，计算高峰时段共线段的车辆平均行程时间作为常规公交出行时间

步骤102)采用换乘打折制，按照实际过程中居民出行在公共交通票价上的支出进行建模，共线段常规公交的出行费用记为M_B，表示如下：

M_B＝m_one×(1+a_oneP_one) (1)

式(1)中，m_one为常规公交的票价水平(元/次)；P_one为换乘常规公交折扣率；a_one为换乘次数；

步骤103)获取出行者的单位时间价值λ_one(元/min)，经过换算得到出行费用的时间转换价值

表示如下：

式(2)中，M_B为共线段常规公交的出行费用；λ_one为出行者的单位时间价值；

步骤104)常规公交出行时间与出行费用的时间转换价值总和为共线段常规公交广义出行时间成本C_B，表示如下：

步骤105)轨道交通共线段的出行时间包括轨道交通共线段的平均行程时间和常规公交与轨道交通的换乘时间，换乘时间包括步行换乘到站时间、轨道交通站内走行时间和轨道交通站内候车时间；则轨道交通共线段的出行时间

表示如下：

式(4)中，

为轨道交通共线段的平均行程时间；

为常规公交与轨道交通的换乘时间；

为步行换乘到站时间；

为轨道交通站内走行时间；

为轨道交通站内候车时间；

其中，轨道交通共线段的平均行程时间

根据轨道交通线路平均运行总时间及共线段里程所占的比例来换算；轨道交通站内候车时间

为乘坐轨道两站点间最小间距的平均行程时间；乘客的站内走行时间由地铁车站的标准化设计决定，乘客走行的空间包括出入口、站厅和站台；所述站厅包括通道、楼梯或自动扶梯；

步骤106)步行换乘到站时间

表示如下：

式中，s₀为步行到站距离；v₀为普通成年人的步行速度；

步骤107)轨道交通站内走行时间

表示如下：

式中，

为站内出入口的走行时间；

为站厅通道及楼梯或自动扶梯的走行时间；

为在站台层的走行时间；

步骤108)乘客在轨道站内换乘走行时间

根据轨道站点的设计进行测算得出，如式(7)(8)(9)所示；根据轨道站设计的平面设计图测算出入口的走行距离、入口楼梯或扶梯的平面距离、站厅通道内的走行距离、站厅楼梯或扶梯的平面距离和站台候车的平面距离，分别以s₁、s′₁、s₂、s′₂、s₃表示；另外在换乘站的设计中，站内会设置多个楼梯或自动扶梯，则乘客在站台层选择上下车的位置距离楼梯最远为站台距离与楼梯个数的比值，n_one为楼梯个数；

式(7)(8)(9)中，v₁为乘客在轨道站平直通道内拥挤状态的平均步行速度；v₂为地铁站内自动扶梯的运行速度；v₃为下行楼梯的平均步行速度；v₄为上行楼梯的平均步行速度；d为轨道站点的设计层高；

步骤109)M_R为轨道交通出行费用，表示如下：

式中，M_R为共线段轨道交通的出行费用；m₀为轨道交通起步价(元)；

为轨道交通起步价能乘坐的最远距离(km)；L_one为出行者轨道交通里程(km)；τ_one为轨道交通单位里程收费(元/km)；

步骤110)原常规公交出行的费用指选择公交完成一次出行的费用，在共线段选择轨道交通的出行者会先选择常规公交后转移到轨道或者先转移到轨道后换乘常规公交才能完成一次出行；因此，在轨道交通的出行费用计算时，需计入乘坐常规公交的出行费用；出行费用换算成时间价值的方法同步骤103)，常规公交出行者选择换乘轨道交通出行费用的时间转换价值为

表示如下：

步骤111)判断是“点-线”空间模式还是“点-线-点”空间模式；若常规公交与轨道交通为端点共线，由于存在一个折点，则抽象描述为“点-线”空间模式，进行步骤112)、步骤113)和步骤116)；若常规公交与轨道交通为中间共线，由于存在两个折点，则抽象描述为“点-线-点”空间模式，则进行步骤114)、步骤115)和步骤116)；

步骤112)“点-线”空间模式的共线段轨道交通的广义出行时间成本C_R为轨道交通共线段的出行时间与常规公交出行者选择换乘轨道交通出行费用的时间转换价值总和，表示如下：

步骤113)定义“点-线”空间模式出行时间节省比例在10％以内，表示出行时间没有节省，则出行时间节省的比例k_one，表示如下：

式中，

为常规公交共线线路的全程平均运行时间；

步骤114)“点-线-点”空间模式的共线段轨道交通的广义出行时间成本C_R，表示如下：

式中，T′_oneT为第二次换乘时间，换乘次数a_one＝1；

步骤115)由于“点-线-点”空间模式相对于“点-线”空间模式增加了一次换乘时间，则出行时间节省的比例k_one，表示如下：

步骤116)若空间模式的共线段轨道交通的广义出行时间成本C_R＜C_B且k_one>10％，则确定该公交线路为待调整的常规公交线路。

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