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响应式停靠公交线路的构建研究

2026-09-22 14:01:46 阅读量:3305 来源:中国客车网

摘要:在地面公交客流持续下降的背景下,平峰时段及城市外围线路的无效停靠问题长期未得到足够重视。车辆逢站必停,其减速、进站、开关车门、起步等动作并不能带来乘客乘降,却在客观上延长了车内乘客的旅行时间。响应式停靠保留固定线路与固定站点,仅将停靠决策交由实时乘降需求确定,是介于常规公交与需求响应式公交之间、改造成本较低的一种过渡组织模式。本文首先界定该模式的内涵,区分物理响应、数字响应、智能响应三种形态;进而从旅行时间、能耗排放与运力弹性等方面分析其实施价值;重点提出一套可操作的线路选取方法,即先依据空间与时间特征进行定性初筛,再以十项定量指标及推荐阈值综合评分,最后经现场踏勘确定试点线路;并从运营企业、驾驶员、乘客与主管部门四个方面讨论实施中的注意事项,以期为城市公交运营组织优化提供参考。

关键词:响应式停靠公交  线路选取  无效停靠  评价指标  分时段运营

引言

随着城市轨道交通网络逐步成型,网约车与共享单车快速普及,城市地面公交客流被持续分流,出行方式多元化已成为既定趋势[1];行业统计显示,部分城市常规公交客流累计跌幅已超过20%。常规公交长期沿用“定线、定站、定时”的组织方式,车辆无论站点是否存在乘降需求,均须完成标准停靠动作[2]。该方式在高密度客流走廊及早晚高峰时段具有合理性,但在城市外围组团、工业园区以及平峰、夜间时段,其弊端逐渐显现:车辆反复完成减速进站、开关车门、起步汇入车流等动作,而站台往往并无候车乘客[3]。单次无效停靠平均耗时约40至60秒;对于一条设25个站点的郊区线路,平峰时段无客停靠比例可能超过六成,单程累计浪费时间可达十分钟以上[4]。除旅行时间损失外,频繁启停还会提高能耗、加剧制动与轮胎磨损,并在未设专用道的路段干扰后方社会车辆通行[5]。

响应式停靠即为解决上述问题而提出。车辆接近站点时,驾驶员依据车内乘客的下车请求与站台乘客的上车请求决定是否停靠,当两类需求均不存在时减速越站通过[6]。该模式与完全灵活的需求响应式公交(DRT)存在本质区别:DRT可改变行驶路径并动态设置站点,其运行依赖预约平台与调度算法;响应式停靠则保留固定线路与固定站点,仅在停靠决策环节引入弹性,只需加装下车按铃装置并调整驾驶员操作规范即可实施,改造成本与乘客学习成本均显著低于DRT[7,8]。也正因其改动较小,线路选取是否恰当成为模式成效的关键:在乘降需求密集、几乎每站均有乘客的线路上实施,模式将退化为常规站站停;在条件不适宜的路段强行推行,则易引发甩客投诉[9]。

灵活公交的相关研究在国外起步较早。Alonso-González等[8]按响应程度将需求响应系统划分为动态在线、动态离线与静态三类,并指出固定线路上的按需停靠是完全固定与完全灵活之间的过渡形态,在低密度地区具有明显成本优势;Liu等[11]建立考虑容量约束的越站可靠性优化模型,算例中乘客在车时间成本由1748.6美元/小时降至1600.9美元/小时,线路运行可靠性同步提升;Hyland和Mahmassani[12]将越站策略应用于自动驾驶接驳的时刻表与车辆调度,案例显示可减少约8.11%的配车,并缩短1.83%的乘客旅行时间。国内相关研究近年来呈快速增长态势:张星臣等[1]从调度方式、站点类型等维度综述需求响应式公交的调度模型与算法,指出建模因素不全、假设偏理想化等不足;王健等[13]提出静态调度计划与动态响应判断相结合的双层框架;姚恩建等[14]面向响应型社区公交建立两阶段调度模型,以避免乘客二次等待;王炜等[15]提出奇偶站交替停靠的两倍站距运营设计,通过增大站距提升运行速度;张海军等[10]讨论了自动驾驶模块化公交的跳站服务。乘客认知层面的调查同样值得关注:李曙光等[7]基于社交媒体数据发现,公众对灵活公交的负面评价集中于服务体验与运营效率,整体情感得分偏低。总体而言,已有工作为本文奠定了方法基础,但其多面向具备路径绕行或越站功能的灵活系统及轨道交通线路,对固定走廊上“逐站按需决策”这一形态,尤其是何种线路适宜改造、改造后如何运营,相关讨论仍较为零散,尚缺乏可直接应用的线路选取标准。

基于此,本文围绕三条主线展开:首先厘清响应式停靠的概念边界与模式类型,避免其与大站快车、越站调度相混淆;进而分析其实施价值;重点研究线路选取问题,提出一套结合时空特征与客流数据的筛选方法及量化阈值;最后从运营企业、驾驶员、乘客与主管部门四个角度,梳理实施过程中的关键环节与注意事项。

1. 响应式停靠公交的概念与模式

1.1 概念界定与相近模式辨析

响应式停靠(Request-Stop Bus Service)可概括为“三定一弹性”,即线路固定、站点固定、基本发车时刻固定,而停靠与否依据实时需求弹性确定[6]。其与常规公交的区别,实质在于停靠决策权的转移:常规公交由时刻表强制停靠,响应式停靠则由现场乘降需求触发[8]。与DRT相比,后者允许路径绕行与动态设站,响应式停靠则不具备上述能力,车辆始终运行于既定走廊,这也是其投入较低、易于推广的根本原因[7]。

还需将其与两个相近概念加以区分。大站快车在规划阶段即预先确定不停靠的站点,属于事前的静态安排;越站调度是运营过程中调度员依据实时客流临时指定某车次越站,属于事中的动态调度[11]。响应式停靠的决策粒度更细,其既非对特定站点的永久性不停靠,也非对某一车次的统一越站,而是逐车次、逐站点依据实时需求作出决策,有需求即停靠、无需求则越站通过。为便于对照,可将三者分别概括为计划性越站、调度性越站与需求性越站。在实际线网中三者并不互斥,响应式线路在高峰时段亦可叠加开行大站快车。此外,该模式无需乘客提前预约,候车与乘车行为与传统公交基本一致,这也是其较DRT更易被老年乘客接受的重要原因。

1.2 三种响应模式

依据需求信号获取方式的不同,响应式停靠可划分为由初级到高级的三个层级,具体对比如表1所示。

表1 响应式停靠公交模式分类及特征对比

物理响应为基础层级,下车需求通过车内按铃传递,上车需求通过站台招手传递,设备投入较少,适用于改造初期的试点线路。数字响应在物理响应基础上引入移动互联网技术,乘客可通过APP或小程序提前发出上车请求,信号实时推送至即将到站车辆的车载终端,即“云按铃”功能[13];其降低了对站台招手的依赖,在夜间视线不良、郊区站台候车乘客较少的场景尤为适用。智能响应属于更高级的演进形态,依托车路协同、手机位置感知与车载视觉识别技术,系统自动识别站台乘客的上车意图与车内乘客的下车准备状态,乘客无需主动操作[10],目前尚处于技术验证阶段。三个层级不必同步实现,线路可先行落地物理响应,再随设备更新逐步叠加数字功能。需要指出,物理响应模式亦存在局限:招手示意在雨天、夜间或站台存在遮挡时易出现识别遗漏,这也构成其向数字响应升级的现实动因。

2. 响应式停靠的实施价值

2.1 减少无效停靠时间,提升运行速度

应当指出,站站停模式本身具有适用条件:在高密度客流走廊与高峰时段,其能够最大限度覆盖沿途出行需求,弊端主要存在于需求稀疏的区段与时段。公交运行速度受信号配时、道路拥堵等多重因素影响,其中逢站必停的影响常被低估。单次进站停靠的完整流程耗时约40至60秒[4],在客流稀薄区段,此类时间消耗基本属于无效损耗。以一条设25个站点、平峰无客停靠率约50%的郊区线路估算,改为响应式停靠后单程可节省8至12分钟,平均运行速度可提高15%至25%。

国内试点线路的运行数据可资印证。蚌埠171路、172路试行响应式停靠后,两条线路全天平均提速约8%,单边营运时间缩短约12%;绍兴柯桥区推行“高峰固定班次、平峰预约响应”后,平峰空驶率下降35%,高峰单程运营时间节省约12%[1]。对车内乘客而言,中途停靠次数减少直接带来旅行时间缩短,有助于增强公交相对电动自行车与私人小汽车的竞争力。进一步看,旅行时间缩短还会形成客流反馈:运行速度越快,选择公交出行的乘客越多,越有利于维持班次密度,构成一个易被忽视的正向循环;反之,站站停所导致的客流持续流失,其逆转难度往往超出预期。

2.2 能耗、排放与道路资源的同步改善

公交车进站制动与出站加速阶段的能耗显著高于匀速行驶阶段,启停频繁时百公里能耗可上升10%至20%[5],刹车片与轮胎磨损亦随之加快。减少无效停靠,可同时降低能耗成本与维修成本。常州响应式“云公交”的测算显示,小型响应式车辆每百公里耗电较传统纯电公交低约一半。能耗下降对应着排放下降,按需公交在部分案例中的单车次碳排放降幅可达50%[16],与行业绿色低碳发展方向一致,且基本无需额外投入。道路资源层面同样受益:公交车车体较大,在无客情况下仍反复靠边进站与出站,会在缺乏港湾式站点和专用道的路段降低后方车辆通行速度[5];越站通过时车辆速度与社会车流更为接近,变道并线次数减少,道路交通流更为平顺。在公交企业普遍承受运营补贴压力的背景下,此类无需新辟线路、无需新增车辆的节约,较新增项目更具现实可行性。

2.3 运力供给与客流需求的动态匹配

同一线路的客流在时间分布上通常具有显著不均衡性,这是公交运营的普遍特征,也是其主要难点之一。响应式停靠提供了一种不依赖调度指令的自适应机制:高峰时段几乎每站均有乘降需求,车辆自然恢复为站站停模式,服务覆盖水平不受影响;平峰时段需求稀疏,车辆则自动转为近似大站快车的运行状态[17]。运力与需求的匹配不再完全依赖行车计划的事前规定,而是在每一趟运营过程中动态完成。从这一角度看,它是公交运营由粗放向精细化转型过程中成本较低的一项调整。值得注意的是,该模式的有效运行离不开车载终端、乘客端与调度平台的协同升级,客观上也为车路协同与按需服务提供了一个低风险的应用试验场景[17]。

3. 响应式停靠线路的选取方法

3.1 基于空间特征的适宜线路识别

并非所有线路均适宜改造。从空间分布看,以下三类线路的改造收益最为明确。

第一类为城市郊区与外围组团线路。此类区域人口密度较低、居住分散,单个站点的覆盖人口与乘降量均明显低于市中心,沿线多为低密度用地、步行到站距离较长,增加一次停靠对覆盖人口的边际贡献有限,无客停靠概率相对较高,宜作为首选对象[18,15]。第二类为高新产业园区与厂区通勤线路。园区内站点布设通常较密,但客流潮汐高度集中于上下班时段,其余时段多数站点几乎无乘降需求,平峰实施响应式停靠的效益较为显著[9]。第三类为连接居住区与轨道站点、交通枢纽的接驳线路,其客流呈现“两端大、中间小”的形态,中途站点多为线路经过而非出行目的地,乘客以快速抵达换乘点为主要诉求,对减少中途停靠具有明确需求[4]。与之相反,途经市中心商业街、大型医院和学校的线路,站点需求密集且随机性强,不宜作为首批试点。该步骤主要依据线网运营经验与沿线用地性质进行判断,成本较低,可先行排除一批明显不适宜的线路。

3.2 基于时间特征的时段与线路识别

除空间特征外,还需考察时间特征。一类是高平峰差异悬殊的线路:早7:00—9:00、晚17:00—19:00车厢满载,而午间及非通勤时段客流骤降。此类线路无需全天切换,可实行分时段运营组织,即高峰站站停、平峰响应停[7]。另一类为夜间线路:夜间出行目的较为单一且分散,站间距通常较长,车外视线条件较差,招手示意不一定能够被及时识别;响应式停靠一方面可提高夜间运行速度,另一方面配合数字预约,可提前向驾驶员传递站点候车信息,其可靠性优于单纯的人工目视判断[6]。需要指出,时段切换时点不应主观确定,应依据实际刷卡数据划定,并在季节转换、沿线学校放假等节点复核;切换规则确定后应向乘客公示,车头路牌与站牌同步显示当前执行的停靠模式,避免乘客依据既有经验候车而漏乘。

3.3 定量评价指标体系与推荐阈值

定性判断用于初步识别,最终决策仍需以数据为依据。本文综合IC卡、移动支付、车载GPS与客流统计设备数据,构建四级指标体系:目标层为线路适宜性,准则层分为客流特征、空间特征、时间特征与运营条件四类,下设十项指标并给出推荐阈值,如表2所示。

表2 响应式停靠公交线路适宜性评价指标体系

现就若干关键指标加以说明。站点无客停靠率是其中最为关键的一项,即统计时段内无人上下车的停靠次数占总停靠次数的比例,可直接反映改造的潜在效益空间;建议采用多源数据交叉核算,避免单一数据源漏计现金支付或老年卡乘客[4]。平峰平均满载率为负向指标,若线路平峰时段长期处于高满载状态,几乎每站均有乘降需求,改造将失去实际意义,一般宜选取平峰满载率低于30%的线路[1]。客流分布不均衡系数用于衡量需求在站点间的集中程度,客流越集中于首末站及个别大站,中途站点的越站空间越大[19]。对平均站距则需辩证分析:站距偏短(如350米左右)的线路启停损耗较大、改造收益较高,但较短站距同时意味着步行覆盖较密、潜在需求可能被数据低估,需结合无客停靠率综合判断[20,15]。

时间类指标中,高平峰客流比越大,分时段运营的适用性越强;平峰时段占比反映新模式的有效作用时长,平峰运营时长不足全天四成的线路,即使各项指标较理想,模式受益时段也较为有限。沿线人口密度以服务区常住人口除以服务面积计,当其低于0.5万人/km²时,单站潜在候车人数通常不足以支撑站站停靠。港湾式设置率与专用道覆盖率属于运营保障指标,其作用机理在于:港湾式站点可使越站车辆免于反复变更车道,专用道则可排除与社会车辆交织的不确定性;若沿线以直线式站点为主且社会车流密集,即使客流指标理想,也应审慎实施或先行完成站点改造[5,7]。具体评价可采用加权评分法,权重可借助层次分析法并结合运营经验确定,其中客流特征类指标权重合计不宜低于50%,以保证乘降需求始终作为首要判断依据,再将各指标与推荐阈值逐项比对。本文不建议将推荐阈值作为绝对判定标准,各指标之间可相互补偿,综合排序较单一指标达标更具参考价值。

3.4 线路选取流程

综合上述判断,线路选取可按以下五个步骤进行:

1、数据采集与建库。整合IC卡、移动支付、GPS、车载客流统计及站点地理信息数据,构建线路运营数据库,数据窗口至少覆盖一个完整月,避免依据个别异常日的客流数据作出判断[5]。

2、定性初筛。依据3.1的三类空间形态与3.2的时间特征圈定候选线路池,先行剔除明显不适宜的线路。

3、定量评分。对候选线路逐项计算表2所列指标,按权重汇总适宜性得分并排序。

4、现场踏勘。定量评分靠前并不意味着具备实施条件,须随车实地踏勘,核对站台视距、机动车道条件、驾驶员观察盲区与乘客候车习惯,排除存在安全隐患的线路。

5、确定试点与时段方案。综合定量评分与踏勘结果确定首批线路,并逐线明确高峰、平峰及夜间的停靠规则。

该流程的意义在于将经验式选线转化为可复核的决策过程,后续扩大试点时亦可采用同一口径评估改造效果。首批试点线路宜少而精,待运行规则成熟、一个评估周期内数据稳定向好后,再分批扩大实施范围,避免盲目铺开后又仓促收缩。

4. 响应式停靠的运营保障体系

响应式停靠改造并非依靠行政通知即可完成,还涉及硬件改造、调度调整、人员培训与制度建设。以下从四类主体分别阐述。

4.1 运营企业:设施适配与动态调度

需求信号的准确传递是响应式停靠的前提,车辆改造应围绕这一目标展开[13]。车内方面,应在后门附近、座椅靠背、扶手立柱等便于触及的位置加密加装下车按铃,并与驾驶台提示灯、蜂鸣器联动,按键尺寸与提示音应兼顾老年乘客的使用需求;车外方面,车头电子路牌应滚动显示“下车请提前按铃、上车请招手”的提示,站牌同步张贴乘车说明。在线服务层面,应开发“云按铃”与预约候车功能,将上车请求实时推送至车载终端,夜间及视线不良场景下尤其依赖该功能[6]。此类改造一次性投入有限,但须逐车验收,按铃失灵或信号延迟均可能直接引发甩客投诉。

调度方式亦需相应调整。响应式线路的单程时间随停靠次数波动,固定时刻表易诱发串车,智能调度平台应实时监控车距、动态调整发车间隔,并对单程时间的异常波动设置预警,一旦超出阈值及时人工干预,避免局部车辆堆积演变为串车[1]。新模式实施初期的投诉多源于信息不对称,企业应提前通过交通广播、站台灯箱与社区公告等渠道,明确公示实施新规则的线路与时段,并在重点站点安排一至两周的志愿者现场引导[7]。此后应将运行速度、准点率、能耗、投诉率与满意度纳入常态化评估,与改造前基线对比,动态调整实施范围[9]。

4.2 驾驶员:操作规范重塑与培训

驾驶员是响应式停靠的直接执行者,其操作习惯的转变难度也最大。见站必停是长期形成的操作习惯,改为响应式后,注意力需由程式化的进站操作转向对车内外环境的主动观察:距站点50至100米时适度减速,同时观察站台是否有乘客招手或走向车辆,并以余光确认下车提示灯、借助后视镜观察后门区域是否有乘客起身[9]。确认车内外均无乘降需求后,方可沿外侧车道低速平稳通过,严禁为追求运行速度而高速越站。上述观察并不要求驾驶员记忆个体乘客信息,而是形成“减速观察—确认提示灯—观察站台—作出决策”的规范动作顺序,以减轻临场判断负担。对于未提前按铃、越站后才提出下车需求的乘客,应以规范服务用语耐心解释,严禁在站点以外区域停车下客。有条件的企业可将越站操作编制为标准作业程序,明确减速观察、需求判断、越站通过与异常处置各环节的动作及时速要求,新驾驶员上岗前应逐项考核合格。企业还应配套场景化模拟训练,并在推行初期设置容错期:对因经验不足导致的个别误判以教育提醒为主,过度处罚将使驾驶员趋于保守而不敢越站,最终导致模式流于形式。

4.3 乘客:乘车习惯培育与特殊群体关怀

在响应式停靠模式下,乘客由服务的被动接收者转变为主动参与者,乘车行为亦需相应调整:乘客宜在车辆驶离上一站点后尽早按铃,避免临近站点时匆忙操作;站台候车时,应在车辆驶近时以明确动作示意上车需求[7]。老年乘客及视障、听障乘客的漏乘风险相对更高,除驾驶员接近站点时加强留意外,还应倡导车内乘客协助有需要者操作按铃,并在数字服务端提供适老化界面与语音预约功能。乘车习惯的养成需要一定周期,试点初期的现场引导与简明图示,较事后投诉处理更为有效。

4.4 政府部门:制度供给、考核激励与安全监管

主管部门承担规则供给与行为监管职责。制度建设方面,应结合地方实际修订城市公共交通运营服务规范,明确响应式停靠中企业、驾驶员与乘客各方的权利义务,界定无客越站不属于拒载行为,并将越站判定条件与投诉处理流程写入规范,减少一线运营中的裁量争议,使越站纠纷处理有据可依[21]。考核激励方面,应将实际运行速度、准点率与乘客满意度纳入企业年度绩效,对实施成效显著的线路给予适当补贴或政策激励,形成正向循环[22]。安全监管方面,安全是不可突破的底线,应专门明确越站通过时的限速要求、观察要求,以及学校门口、急弯、陡坡等禁止越站的情形[21];运营模式的灵活性不得以牺牲安全为代价。

结语

响应式停靠并非颠覆性技术,其本质是将长期由时刻表统一规定的停靠决策,交由各站点的实时乘降需求决定。也正因其改动较小、成本较低,对于客流下滑背景下的常规公交具有较强的现实价值。

本文主要工作包括三个方面:一是将空间特征、时间特征与客流指标相结合,形成包含十项指标、四个层级的线路适宜性评价方法与五步选取流程,弥补以往选线标准模糊的不足;二是依据客流的时间差异,明确“高峰站站停、平峰响应停、夜间预约停”的分时段运营组织方式;三是将响应式停靠划分为物理、数字、智能三个递进层级,指出依托车路协同与人工智能感知技术的演进方向。同时应当指出,本文阈值主要来源于既有文献与试点经验,不同城市的客流条件存在差异,具体数值仍需结合本地数据校准;智能响应阶段的感知可靠性,也有待在真实线路上接受长期检验。后续可在城郊联络线、园区通勤线与轨道接驳线上选取若干线路开展试点,通过改造前后的对比数据进一步检验和完善该方法。

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