CN110390556B - 一种可变线路公交票价动态制定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变线路公交票价动态定制方法，首先可变线路公交先按照固定线路行驶，当接收到固定线路外的乘车需求时，管控中心会收集分析该车辆接驳乘客和返回固定线路所需要变更线路的实时路况信息，若变更线路接驳乘客满足时刻表要求，可变线路公交随即响应需求，并通过收集分析路况数据计算预计可变线路公交票价；然后当可变线路公交接驳乘客返回到固定线路后，收集分析实际行驶里程和时间数据，计算得到实际可变线路公交票价；最后通过判断预计票价和实际票价的关系，制定乘客实际所需支付的个性化票价。此方法符合可变线路公交行驶线路既固定又灵活可变的特征，既能满足乘客的出行需求与支付意愿，也能保证可变线路公交的准时性和效益。

Description

一种可变线路公交票价动态制定方法

技术领域

本发明涉及一种可变线路公交票价动态制定方法，属于城市公共交通规划与管理技术领域，可有效填补可变线路公交票价制定方面的空白，帮助运营公司合理制定票价，在保证乘客利益的基础上满足公交商业性和公益性双重要求。

背景技术

可变线路公交作为灵活式需求响应公交的一种，具有灵活变更线路接送乘客的特性，同时保留了传统公交中的固定线路部分，既能满足乘客常规公交出行需求，也能满足乘车点距离固定线路和公交停靠站较远的一部分人的出行需求，在城郊和市内低密度地区作用更大。

票价的制定对于公共交通意义重大，合理的票价既能符合社会公益性的目的，也能满足公交运营公司商业性的要求。传统公交的票价体系简单高效，多为单一票价或阶段里程票价，按乘坐站点数收费，不考虑路况、时刻表等其他因素。而现有灵活式需求响应公交的票价制定多考虑企业与乘客、公交与其他交通出行方式的博弈，计算复杂、不直观，且对里程、时间等关键重要的因素反而考虑较少。因此为了贴合实际，简单高效的符合可变线路公交线路既固定又灵活可变的特征，满足公交运营效益和乘客出行的时间需求，需要对可变线路公交票价制定问题展开深入研究。

可变线路公交在运行中首先按固定线路行驶，若响应固定线路和站点外符合要求的乘客需求点，会更改行驶线路，接到该乘客后再返回到固定线路上继续行驶，对于变更线路后的公交票价应综合考虑路况信息、里程、时间窗等相关因素，实施动态制定，既能较好的反映为乘客提供的服务质量，也能保证可变线路公交良性发展。

发明内容

发明目的：本发明旨在设计一种可变线路公交票价动态制定方法，弥补现有技术的不足，可根据线路变更的情况个性化制定票价，既能满足乘客的出行需求与支付意愿，也能保证可变线路公交的准时性和效益。

技术方案：一种可变线路公交票价动态制定方法，包括如下步骤：

步骤1：根据获取的路况信息，计算可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的行驶里程d，由道路路段长度L₁，有信号灯控制交叉口长度L₂，无信号灯控制交叉口长度 L₃组成。

对变更线路的路况信息收集和分析，变更线路的路况信息具体包括e个变更线路道路路段，第j个变更线路道路路段长度L_1j，f个变更线路有信号灯控制交叉口，第k个变更线路有信号灯控制交叉口长度L_2k，g个变更线路无信号灯控制交叉口，第m个变更线路无信号灯控制交叉口长度L_3m。得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的行驶里程d的计算方法：

步骤2：根据获取的路况信息，计算可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t，由变更线路常规行驶时间t₁，乘客上车延误时间t₂，变更线路道路行驶延误时间 t₃组成。

得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t的计算方法：t＝t₁+t₂+t₃。

(1)确定可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的平均车速v，得到变更线路常规行驶时间t₁：

(2)由单人平均上车时间σ和乘客需求点上车人数n，得到乘客上车延误时间t₂： t₂＝σ×n。

(3)由变更线路路段行驶延误时间t_r和变更线路交叉口行驶延误时间t_c，得到变更线路道路行驶延误时间t₃：t₃＝t_r+t_c。

(3.1)对变更线路的路段信息收集和分析，获取变更线路路段个数e，第j个变更线路路段长度L_1j，第j个变更线路路段实际车流量Q_1j，第j个变更线路路段通行能力Q_1cj，第j个变更线路路段延误参数α_1j，α_2j，α_3j，α_4j，得到变更线路路段行驶延误时间t_r：

(3.2)由变更线路有信号灯控制交叉口行驶延误时间t_s和变更线路无信号灯控制交叉口延误时间t_ns，得到变更线路交叉口行驶延误时间t_c：t_c＝t_s+t_ns。

a.对变更线路的交叉口信息收集和分析，获取变更线路有信号灯控制交叉口个数f和第k个变更线路有信号灯控制交叉口红灯时长t_srk，得到变更线路有信号灯控制交叉口行驶延误时间t_s：

b.对变更线路的交叉口信息收集和分析，获取变更线路无信号灯控制交叉口个数g，第m个变更线路无信号灯控制交叉口长度L_3m，第m个变更线路无信号灯控制交叉口实际车流量Q_2m，第m个变更线路无信号灯控制交叉口通行能力Q_2cm，第m个变更线路无信号灯控制交叉口延误参数β_1m，β_2m，β_3m，β_4m，得到变更线路无信号灯控制交叉口行驶延误时间t_ns：

得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t的具体计算方法：

步骤3：建立可变线路公交票价计算方法，可变线路公交票价P_fts由常规公交在固定线路上的票价成本、里程、时间因素决定，包括：

常规公交在固定线路上的票价成本P₀，里程费系数ξ，时长费系数ψ，可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的行驶里程d，可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t，对所需变更线路的路况信息进行收集与分析，计算得到预计时间t，即 t_预，两固定站点间的时刻表t_ab，即可变线路公交在规定时间t_ab内必须要从a站点到b站点，零一变量x_t，若t_预≤t_ab，x_t为1，表示更改线路接驳乘客产生的时长满足两固定站点间的时刻表，接驳不影响可变线路公交按时到达下一固定站点，可变线路公交对乘客出行需求响应并接驳乘客；若t_预＞t_ab，则x为0，表示预计变更线路接驳乘客产生的时长不能满足两固定站点间的时刻表，乘客出行需求不被该可变线路公交响应，需求被发送给下一辆可变线路公交. 确定可变线路公交票价P_fts的计算P_fts＝P₀+(ξ×d+ψ×t)×x_t，其中，

步骤4：当可变线路公交在固定线路上行驶时接收到固定线路外乘客乘车需求，首先分析计算预计可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t，即t_预，将t_预与两固定站点间的时刻表t_ab作比较，若t_预＞t_ab，表示预计变更线路接驳乘客产生的时长不能满足两固定站点间的时刻表，乘客出行需求不被该可变线路公交响应，需求被发送给下一辆可变线路公交；若t_预≤t_ab，该可变线路公交变更线路响应需求

结合各影响因素可以得到可变线路公交票价P_fts的具体计算方法：

其中，

步骤5：分析计算预计可变线路公交票价P_fts，即P_fts预，并将P_fts预发送给乘客，若乘客接收该票价，可变线路公交随即变更线路接驳乘客，完成接驳返回到固定线路后分析计算实际可变线路公交票价P_fts，即P_fts实，

结合各影响因素可以得到可变线路公交票价P_fts的具体计算方法：

其中，

θ为边界系数，若

将可变线路公交票价P_fts实发送给乘客，乘客支付票价，完成接驳流程；若

为了保证乘客满意度和忠诚度，确保可变线路公交服务稳定性，将边界费用P_fts边(P_fts边＝P_fts预×(1±θ))发送给乘客，乘客支付票价，完成接驳流程。

有益效果：

(1)可变线路公交在运营中若照搬传统公交票价模式，必然不能符合其线路既固定又灵活可变的特征，公交运营时刻表、服务质量、运营效益等都将无法满足，给乘客和运营公司带来不便，因此本发明专利提出一种可变线路公交票价动态制定方法，符合可变线路公交的双重特性，综合考虑路况信息、时间窗等相关因素，实施票价动态制定，既能较好的反映为乘客提供的服务质量，也能保证可变线路公交良性发展，最大限度地平衡乘客和公交企业的利益。

(2)可变线路公交票价的制定，并非采用单一的数据进行计算，本方法综合考虑变更线路行驶里程和行驶时长因素，结合道路路况等实时信息，可以真实、直观、全面、精确的反映可变线路公交票价。

(3)本方法设置的时间判断和票价判断可以帮助可变线路公交可根据实际情况选择是否响应固定线路外乘客需求，满足车内车外乘客的时间要求，以及维护票价稳定性，提高乘客对可变线路公交的满意度和忠诚度。

附图说明

图1为可变线路公交变更线路接驳乘客示意图；

图2为可变线路公交变更线路接驳乘客票价制定流程图；

图3为本发明所述变更线路路况信息示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明：

可变线路公交变更线路接驳乘客票价动态制定流程如图2所示，具体实施步骤如下：

1.可变线路公交在固定线路行驶中，若接收到行驶后方固定线路外乘车需求，则直接拒绝该乘车需求，该需求被发送给后一辆可变线路公交；若接收到行驶前方到介于a、b两固定站点间的固定线路外出行需求，随即通过收集分析图3所示的变更线路路况信息，计算可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的预计行驶里程d，计算预计可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t，即t_预，通过与两固定站点间的时刻表t_ab对比，判断该可变线路公交是否响应需求。若t_预＞t_ab，则零一变量x为0，预计变更线路接驳乘客产生的时长不能满足两固定站点间的时刻表，乘客出行需求不被该可变线路公交响应，需求被发送给下一辆可变线路公交；若t_预≤t_ab，零一变量x_t为1，更改线路接驳乘客产生的时长满足两固定站点间的时刻表，接驳不影响可变线路公交按时到达下一固定站点，可变线路公交对乘客出行需求响应并接驳乘客，如图1所示。

2.确定公交基础票价P₀，里程费系数ξ和时长费系数ψ，，公交票价P₀使用常规公交在固定线路上的票价，如2元/次；里程费系数ξ和时长费系数ψ应低于网约车费用系数，可分别取0.5元/km和0.1元/min。确定可变线路公交票价P_fts的计算方法： P_fts＝P₀+(ξ×d+ψ×t)×x_t，其中，

3.当可变线路公交确定响应需求时，管控中心随即对所要变更线路的路况信息收集和分析，包括e个变更线路道路路段，第j个变更线路道路路段长度L_1j，f个变更线路有信号灯控制交叉口，第k个变更线路有信号灯控制交叉口长度L_2k，g个变更线路无信号灯控制交叉口，第m个变更线路无信号灯控制交叉口长度L_3m。根据收集得到的数据和计算方法

得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的预计行驶里程d。

4.当可变线路公交确定响应需求时，管控中心随即对所要变更线路的路况信息收集和分析，包括预计的变更线路常规行驶时间t₁、乘客上车延误时间t₂和变更线路道路行驶延误时间t₃。确定预计可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t的计算方法： t＝t₁+t₂+t₃。

(1)确定可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的平均车速v，根据行驶中的车况、路况取值，一般可取40km/h，得到变更线路常规行驶时间t₁：

(2)根据具体需求确定需求点单人平均上车时间σ和乘客需求点上车人数n，σ一般取10s/ 人，得到乘客上车延误时间t₂：t₂＝σ×n。

(3)由路况信息确定变更线路路段行驶延误时间t_r和变更线路交叉口行驶延误时间t_c，确定变更线路道路行驶延误时间t₃的计算方法：t₃＝t_r+t_c。

(3.1)对变更线路的路段信息和道路建设规范信息收集和分析，获取变更线路路段个数e，第j个变更线路路段长度L_1j，第j个变更线路路段实际车流量Q_1j，第j个变更线路路段通行能力Q_1cj，第j个变更线路路段延误参数α_1j，α_2j，α_3j，α_4j，一般默认α₁＝0.9526，α₂＝1，α₃＝3，α₄＝3，得到变更线路路段行驶延误时间t_r：

(3.2)由变更线路路况信息确定变更线路有信号灯控制交叉口行驶延误时间t_s和变更线路无信号灯控制交叉口延误时间t_ns，确定变更线路交叉口行驶延误时间t_c：t_c＝t_s+t_ns。

a.对变更线路的交叉口信息收集和分析，获取变更线路有信号灯控制交叉口个数f和第k个变更线路有信号灯控制交叉口红灯时长t_srk，得到变更线路有信号灯控制交叉口行驶延误时间t_s：

b.对变更线路的交叉口信息收集和分析，获取变更线路无信号灯控制交叉口个数g，第m个变更线路无信号灯控制交叉口长度L_3m，第m个变更线路无信号灯控制交叉口实际车流量Q_2m，第m个变更线路无信号灯控制交叉口通行能力Q_2cm，第m个变更线路无信号灯控制交叉口延误参数β_1m，β_2m，β_3m，β_4m，一般默认β₁＝0.0405，β₂＝500，β₃＝3，β₄＝3，得到变更线路无信号灯控制交叉口行驶延误时间t_ns：

通过步骤4得到预计可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t：

5.综合步骤1-4，结合各影响因素的数值可以得到预计的可变线路公交票价P_fts：

其中，

6.可变线路公交通过计算t_预并与t_ab作比较，若符合判断条件便响应乘客出行需求，根据变更线路路况信息计算预计的可变线路公交票价P_fts，即P_fts预，并发送给乘客，若乘客接收该票价，可变线路公交随即变更线路接驳乘客。当可变线路公交完成接驳过程后，通过车载GPS和车载计时器得到可变线路公交变更线路接驳乘客的实际行驶里程d和实际所用时间 t，计算得到实际可变线路公交票价P_fts，即P_fts实。θ为边界系数，用以控制票价变化，一般可取10％。若

将可变线路公交票价P_fts实发送给乘客，乘客支付票价，完成接驳流程；若

为了保证乘客满意度和忠诚度，确保可变线路公交服务稳定性，将边界费用P_fts边(P_fts边＝P_fts预×(1±θ))发送给乘客，乘客支付票价，完成接驳流程。在一个实施例中，可变线路公交在固定线路运营中接收到固定线路外乘车需求，判断需求点在行驶前方，确定需求点所在两固定站点a，b间的时刻表t_ab为20min，并立即收集分析变更线路路况信息，包括：变更线路路段信息，如表1所示；变更线路交叉口信息，如表2所示；变更线路乘车需求点信息，如表3所示。

表1变更线路路段信息

表2变更线路交叉口信息

表3变更线路乘车需求点信息

确定可变线路公交票价动态制定各参数取值，如表4所示。

表4可变线路公交票价动态制定参数设置

计算得到t_预等于15.81min，则t_预≤t_ab，x_t为1，计算得到P_fts预等于5.62元。

当可变线路公交完成接驳后得到实际d为2.8km，实际t为16.26min，则P_fts实等于5.72 元。

因为

则乘客实际支付的个性化票价为5.72元。

Claims (9)

1.一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取可变线路公交收到固定线路外的乘车需求时的变更线路路况信息，包括变更线路路段信息，变更线路交叉口信息和变更线路乘车需求点信息；

(2)根据获取的信息，计算出可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的行驶里程d和所用时间t；

步骤(2)具体为：根据获取的路况信息，计算可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t，由变更线路常规行驶时间t₁，乘客上车延误时间t₂，变更线路道路行驶延误时间t₃组成，得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t的计算方法：t＝t₁+t₂+t₃；

(1)确定可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的平均车速v，得到变更线路常规行驶时间t₁：

(2)由单人平均上车时间σ和乘客需求点上车人数n，得到乘客上车延误时间t₂：t₂＝σ×n，

(3)由变更线路路段行驶延误时间t_r和变更线路交叉口行驶延误时间t_c，得到变更线路道路行驶延误时间t₃：t₃＝t_r+t_c；

(3.1)行驶里程d由道路路段长度L₁、有信号灯控制交叉口长度L₂、无信号灯控制交叉口长度L₃组成，对变更线路的路况信息收集，变更线路的路况信息具体包括e个变更线路道路路段，第j个变更线路道路路段长度L_1j，f个变更线路有信号灯控制交叉口，第k个变更线路有信号灯控制交叉口长度L_2k，g个变更线路无信号灯控制交叉口，第m个变更线路无信号灯控制交叉口长度L_3m，得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的行驶里程d的计算方法：

(3.2)行驶时间t由变更线路常规行驶时间t₁，乘客上车延误时间t₂，变更线路道路行驶延误时间t₃组成，得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t的计算方法：t＝t₁+t₂+t₃，确定可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定路线的平均车速v，得到变更线路常规行驶时间t₁，由单人平均上车时间σ和乘客需求点人数n，得到乘客上车延误时间t₂：t₂＝σ×n，由变更线路路段行驶延误时间t_r和变更线路交叉口行驶延误时间t_c，得到变更线路道路行驶延误时间t₃：t₃＝t_r+t_c，对变更线路的路段信息收集和分析，获取变更线路路段个数e，第j个变更线路路段长度L_1j，第j个变更线路路段实际车流量Q_1j，第j个变更线路路段通行能力Q_1cj，第j个变更线路路段延误参数α_1j，α_2j，α_3j，α_4j，得到变更线路路段行驶延误时间t_r：

由变更线路有信号灯控制交叉口行驶延误时间t_s和变更线路无信号灯控制交叉口延误时间t_ns，得到变更线路交叉口行驶延误时间t_c：t_c＝t_s+t_ns，对变更线路的交叉口信息收集和分析，获取变更线路有信号灯控制交叉口个数f和第k个变更线路有信号灯控制交叉口红灯时长t_srk，得到变更线路有信号灯控制交叉口行驶延误时间t_s：

收集变更线路的交叉口信息，获取变更线路无信号灯控制交叉口个数g，第m个变更线路无信号灯控制交叉口长度L_3m，第m个变更线路无信号灯控制交叉口实际车流量Q_2m，第m个变更线路无信号灯控制交叉口通行能力Q_2cm，第m个变更线路无信号灯控制交叉口延误参数β_1m，β_2m，β_3m，β_4m，得到变更线路无信号灯控制交叉口行驶延误时间t_ns：

得到可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t的具体计算方法：

(3)建立可变线路公交票价费用函数，包括常规公交在固定线路上的票价成本，可变线路公交里程以及时间因素；

(4)将可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t与两固定站点间的时刻表t_ab做对比，依据两者的比较关系，验证该可变线路公交是否响应乘客需求；

(5)计算预计可变线路公交票价与实际可变线路公交票价，通过与边界系数的比较关系，选择出乘客支付票价并发送给乘客，完成接驳流程。

2.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，步骤(3)中所述的可变线路公交票价费用函数P_fts包括常规公交在固定线路上的票价成本，可变线路公交实际里程以及时间因素；

P_fts＝P₀+(ξ×d+ψ×t)×x_t

其中P₀为常规公交在固定线路上的票价成本，ξ为里程费系数，ψ为时长费系数，d为可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的行驶里程，t为可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间；可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路所用时间t为t_预。

3.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，步骤(4)中所述时间t，即t_预，将t_预与两固定站点间的时刻表t_ab作比较，若t_预>t_ab，表示预计变更线路接驳乘客产生的时长不能满足两固定站点间的时刻表，乘客出行需求不被该可变线路公交响应，需求被发送给下一辆可变线路公交；若t_预≤t_ab，该可变线路公交变更线路响应需求并分析计算预计可变线路公交票价P_fts预,并将此票价发送给乘客，若乘客接收该票价，可变线路公交随即变更线路接驳乘客完成接驳返回到固定线路后分析计算实际可变线路公交票价P_fts，即P_fts实，θ为边界系数，若

将可变线路公交票价P_fts实发送给乘客，乘客支付票价，完成接驳流程；若

为了保证乘客满意度和忠诚度，确保可变线路公交服务稳定性，将边界费用P_fts边发送给乘客，乘客支付票价，完成接驳流程；其中P_fts边＝P_fts预×(1±θ)。

4.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，所述变更线路路况信息包括变更线路路段信息、变更线路交叉口信息和变更线路乘车需求点信息，所述变更线路路段信息包括各路段道路长度、各路段实际车流量和各路段通行能力，所述变更线路交叉口信息包括信号灯周期时长、各交叉口行车长度、各无信号灯控制交叉口实际车流量和各无信号灯控制交叉口通行能力，所述变更线路乘车需求点信息包括乘车点上车人数，所述变更线路路况信息通过安装在道路上的监控、射频识别仪等仪器收集并传送到可变线路公交管控中心，管控中心分析计算后将结果和指令传达给可变线路公交，可变线路公交通过安装在车内的电子仪表接收管控中心的指令。

5.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，所述可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的平均车速v为可变线路公交变更线路的平均行驶速度，为了简单高效的计算行驶时间，不考虑车辆加减速情况。

6.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，所述变更线路路段实际车流量Q₁和无信号灯控制交叉口实际车流量Q₂可通过监控等仪器实际测得，所述变更线路路段通行能力Q_1c和无信号灯控制交叉口通行能力Q_2c为道路设计能力，由相关道路设计技术方案确定。

7.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，所述变更线路路段延误参数α₁，α₂，α₃，α₄为描述路段延误情况的标定参数，使用默认值，所述变更线路无信号灯控制交叉口延误参数β₁，β₂，β₃，β₄为描述交叉口延误情况的标定参数，使用默认值。

8.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的实际行驶里程d和可变线路公交变更线路接驳乘客并返回到固定线路的实际所用时间t可通过车载GPS和车载计时器确定。

9.根据权利要求1所述的一种可变线路公交票价动态制定方法，其特征在于，边界系数θ为控制票价变化参数。

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