關於需求響應式公共交通的那些事(上)

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需求響應公交簡介

需求響應公共交通,通常稱為電話預約公共交通(dial-a-ride transit)、輔助公共交通(paratransit) 等,

是一類沒有固定的執行線路, 並根據出行請求而在特定地點停站上下客的公交模式。

美國交通運輸研究委員會(Transportation Research Board,TRB) 將需求響應公交定義為

一種路徑可變的公交服務

。它可以根據乘客的具體需求進行公交路徑的選擇,提供乘客合乘的運輸服務。顧名思義,需求響應公交是透過響應乘客的出行需求進行運營服務的,其運營以乘客需求為導向,運營方式比較靈活,每次運營都需根據實際的乘客需求制定排程計劃,進行車輛路徑規劃,兼具個人交通與公共交通的特性,可彌補傳統公共交通的不足。

關於需求響應式公共交通的那些事(上)

需求響應公交是一種新型的公交運營模式,以滿足乘客需求為導向,為乘客提供量身定製的交通服務,乘客參與決定起點、終點、方向和時間。它是介於傳統公交與計程車之間的公交服務。

它的顯著特點是公共汽車的運營沒有固定的時間、路線和停靠站,其運營時間、路徑由響應需求的出行排程中心根據乘客的需要來決定,可以為乘客提供門到門的出行服務。

與固定式公共交通系統相比,需求響應公交具有明顯的靈活性:允許結合乘客的預約需求,改變車輛執行的路線、停靠的站點,並且車輛服務的時間範圍更大,可以更好的滿足乘客出行需求的靈活性,同時,提高公共交通服務質量與乘客滿意度,並且能夠有效降低公交運營費用。

對乘客來說,最具誘惑的就是這種運營模式能實現即時接送、縮短等待時間,以及擁有極為容易理解的運營方式:採取電話或者通訊方式就已足夠了,然後汽車會在家門口把乘客接走。另外,由於響應需求下的車輛只在有需求的情況下才執行,避免了不必要的車輛空走,減少城市中心地區的噪聲汙染,節約能源。從經濟的角度出發,高質量的服務使其受到人們歡迎,使公交公司能獲得比較好的效益。

另外,在出行需求較少的區域,如近郊區域、新興居民集聚區、新興商業區與辦公區等,由於人口密度較低,採用常規的固定式公共交通運營模式在經濟上是不可行的。

在低密度出行需求條件下需求響應公交是經濟上可行的服務模式。

出行者受機動性等條件的制約,包括自身條件制約(如身體殘疾) 或外界條件制約(如地形制約,缺乏合適的步行設施),而無法抵達常規公交站點時,需求響應公交也是有效的公交模式。

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需求響應公交發展背景

(1)社會可持續發展需要大力發展公共交通

私人小汽車的普及極大地便利了人們的出行,但同時給人類社會帶來了嚴重的負面影響。在運送同樣數量的乘客情況下,公共交通較小汽車節省土地資源、建築材料等,而小汽車產生的空氣汙染大於公共汽車,比公交更容易發生交通事故。為了社會可持續發展,應當減少私家車使用,大力發展公共交通。

(2)傳統的公共交通不能滿足人們的機動性需求

傳統的公共交通有許多天然的缺陷,例如,不能實現門到門的出行服務,在出行低峰時間以及出行需求分散或較少的地區不能經濟有效的運營,對於特殊人群(如小孩、老人、殘疾人) 不能提供令其滿意的服務。不理想的傳統的公共交通服務,不僅使人們生活不便,而且影響郊區對居民的吸引力,也是造成私家車使用量不斷增加的重要原因。

(3)交通市場個性化需求的增長需要新型公共交通

隨著社會經濟的發展、人們生活水平的提高,像對其他產品和服務的個性化需求日益增長一樣,人們也越來越追求出行個性化,這是私家車交通發展的另一動因。要抑制私家車交通的發展, 就必須發展新型的公共交通模式,使公共交通也能提供良好的個性化服務,包括實現門到門的出行服務。

(4)資訊科技的發展為改進公共交通服務創造了條件

遠端通訊技術(如電話、移動通訊系統、Internet 及其他終端) 和計算機技術的發展,以及全球定位系統(GPS)、地理資訊系統(GIS) 的應用,為改進公共交通服務創造了條件。

需求響應公交的起源最早可以追溯到20 世紀60 年代,由於固定型公共交通服務系統缺乏靈活性、便捷性,不能為特殊群體(老、弱、病、殘等)提供出行保障服務,不能較好地滿足乘客“最後一公里” 出行需求,且在城市公交客流稀疏地區存在車輛實載率較低、空駛率較高、供給過剩導致資源浪費、公交運營企業虧損等問題,專家學者開始致力於尋找一種新的公共交通服務系統,以達到兼具固定型公共交通的經濟性以及私家車的靈活性的目的。

1976 年,Flusberg 透過在美國威斯康星州進行例項研究發表了一篇論文,首次提出了靈活公交系統這一構想。1990 年, 為保障殘疾人群體的出行,美國頒佈殘疾人法案(Americans with Disabilities Act,ADA) 規定公共交通系統必須能夠為殘疾人等特殊群體提供出行服務,這一事件促進了需求響應公交的發展。需求響應公交在歐洲、美國等地區已經積累了40 年的發展經驗, 如美國威斯康星州的Merrill-Go-Round 系統、歐盟的“先進的公共交通運營系統” ( System for Advanced Management of Public Transport Operations,SAMPO) 以及波蘭的“Tele Bus” 需求響應公交系統,早期主要是為了滿足老、弱、病、殘等特殊群體的出行需求或客流稀疏地區的乘客出行需求,後來慢慢擴充套件到服務於具有特定出行需求的群體,如醫院看病、學校上學、機場及火車站出行的群體,乘客一般透過電話或簡訊的方式提前預約車輛。隨著計算機及網際網路技術的發展,需求響應公交開始廣泛應用於城市外圍區、廣大農村偏遠地區等乘客出行需求密度較低、公共交通服務不完善的區域和無公共交通服務的城市中心區域等。

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需求響應公交的特點與其他交通方式的對比

(1)需求響應公交的特點

“十三五” 以來,我國在新的公共交通發展政策指導下,需求響應公交作為一種新型的公共交通模式,是整個公共交通系統的一部分,是城市軌道交通、常規公交系統的輔助和補充,是供給側結構性改革在公共交通領域的體現。同時,作為道路客運的一部分,需求響應公交與快速公交、常規公交、網約車、計程車等在服務定位、運營方式、出行特徵、服務質量上均有著很大區別, 現將需求響應公交與其他道路客運方式作對比,詳見表1。

關於需求響應式公共交通的那些事(上)

透過以上各個指標的對比,可知需求響應公交具有以下特徵。

① 以人為本

需求響應公交以網際網路技術為依託,以乘客需求為導向,根據實際的乘客預約出行需求分佈及出行時間要求進行車輛行駛路徑的規劃,線上預約使乘客可以較好地表達自身的乘車需求,相比於傳統公交(包括BRT 和常規公交),可以較好地滿足乘客個性化的出行需求,為乘客提供定製化的出行服務,同時可以很好地滿足特殊群體的出行需求,體現了以人為本的服務宗旨。

② 靈活便捷, 服務水平較高

在車輛選擇方面,與傳統公交相比,需求響應公交一般車型較小,受道路條件限制較小,可達性較強,車輛執行速度較快, 具備較好的靈活性、便捷性,能夠較大程度為乘客提供門到門的出行服務;乘車環境良好,安全舒適,讓乘客有著較好的乘車體驗;乘客可自主選擇乘車時間,車輛根據乘客預約上車時間進行運營排程, 能夠在時間上最大程度的滿足乘客的出行需求,準時可靠,減少乘客等車時間。以上特徵使得需求響應式公交有著較高的服務水平。

③ 車輛滿載率較高, 資源利用充分, 運營效益有保證

傳統的常規公交具有固定線路、固定站點、固定車輛配置以及發車時刻表等,以服務供給帶動乘客出行需求,其建設、運營成本較高。而需求響應公交僅僅根據線上預約的乘客出行需求進行車輛排程,靈活確定投入車輛數,一般無固定發車間隔, 站點也不固定,無站點建設成本,成本投入較少,並且定製化的出行服務,使得車輛滿載率較高,資源利用充分,能夠保障一定的運營效益。

④ 定位於提供低客流密度下的集約化出行服務

傳統公交提供大容量、集約化的出行服務,經濟環保,適合服務於具備高公交出行密度的城市區域;網約車及計程車提供非集約化的靈活出行服務,出行成本高;需求響應公交是兩者的結合,兼具經濟性和靈活性,適合為低客流密度區域的乘客提供集約化出行服務,如城市新區、城鄉結合部、大型居民社群以及無常規公共交通服務的城市區域等。

(2)需求響應公交區別於其他交通方式

需求響應公交與傳統公交、傳統計程車及定製公交都有很多不同。

傳統的公交特點是: 定線路、定時間、定站點、定票價( “四定”),完全的集約化模式,乘客之間沒有排他性,行車路線不由乘客決定,可描述成“人找車” 模式。

傳統的計程車特點是: 預約或者揚招,完全個性化,點到點, 最短路,行車路線由乘客決定。

需求響應公交特點是:

Demand Responsive Transit (DRT),

介於完全個性化與完全集約化之間: 不定點、不定線、不定時、動態票價(都不定),乘客透過平臺提出帶有時間窗的出行OD 需求, 車公司透過平臺派車接送,不是一對一的計程車模式,是一車接送多人的“車找人” 模式。

定製公交特點是: 在一段時間(如一個月、一週甚至一天) 內可以開出相對穩定的線路,為乘客提供定製服務,即所謂的定製公交。不能實時變線。

從運營服務隨需求變化的靈活性度看,靈活性最高的是計程車: 4 人之內同時乘坐,同起終點;其次是拼出租,包括網上拼車,基本都是5 座以下車輛;最後是需求響應公交。

以上模式都可以形象的描述為“車找人”, 都可以稱為需求響應服務。

需求響應公交= 預約式靈活公交,簡稱靈活公交、動態公交、網約公交。

需求響應公交與傳統定製公交最大的區別即實時性。與傳統定製公交至少提前一天收集需求然後釋出線路不同,

需求響應公交則是按照乘客實時出行需求,及時響應,重點滿足提交需求後1 ~15 分鐘內的出行需求,實時性極強。

當然,需求響應公交也包括提前預約,但確定服務的響應時間可能會很長,需要匹配客流。需求響應公交的靈活性介於計程車和定製公交之間。

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需求響應公交實施的主要模組

需求響應公交的實施需要特殊的技術支援和運營組織管理與排程模式,相關的應用基礎和平臺條件及管理方法包括

地理資訊系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、車輛定位技術(AVL) 和排程中心、公交車輛、公交站點和乘客。

排程中心是DRT 中最重要的組成部分,主要包括預約資訊管理模組、車輛資訊管理模組以及路徑最佳化模組。

預約資訊管理模組主要功能為處理乘客或站點傳遞的預約資訊

,主要功能包括: 接收乘客(預約站點) 傳送的預約資訊(預約上車站點、預約下車站點、預約上車時間等),將由路徑最佳化模組得到的是否滿足預約服務以及滿足預約服務的反饋資訊(服務車輛、服務時間等) 傳遞給乘客。

車輛資訊管理模組主要功能是接收車輛GPS 的實時資訊,並記錄車輛乘客資訊(乘客數量以及車輛滿載情況),以及可服務車輛的數量等

,為排程中心分派不同的車輛接送乘客提供基礎資料支撐;將由路徑最佳化模組得到的車輛執行路徑、停靠站點以及到達時間等資訊傳送至車輛移動資料終端,以供駕駛員使用。

路徑最佳化模組方面,首先,地理資訊系統提供DRT 路徑最佳化需要的基礎資訊,包括道路網資訊(道路結構、交叉口位置)、公交站點位置(固定式站點、預約站點) 等,為路徑最佳化提供基礎資訊資料。其次,根據乘客的預約需求,結合車輛執行的固定式站點以及預約站點,確定車輛執行線路、車輛到達各站點時間等資訊。排程中心監控DRT 運營過程中的各種變化,如乘客新的預約/ 預約取消等。基於目前車輛的執行情況以及車輛響應預約乘客的資訊, 滿足乘客的最新出行需求。一旦發生變化,排程中心將最新的執行路徑以及時刻表資訊傳送至車載移動資料終端(MDTS), 以供駕駛員使用。

路徑最佳化排程模組是運用先進的路徑最佳化排程模型與演算法針對乘客的預資訊以及車輛執行狀況,得出車輛最佳發車時刻和發車頻率、接送乘客的最佳數量以及最佳執行路徑等。其中,路徑最佳化排程演算法需要能夠滿足對靜態資料與動態資料的同時處理, 並保證其可靠性與有效性。路徑最佳化排程演算法包括兩個主要部分:靜態資料處理部分與動態資料處理部分,具有相同的功能, 目的均是形成車輛執行的最佳發車時刻。唯一不同的是,動態資料處理部分需要結合實時的乘客預約資訊、道路狀況以及乘客取消預約等資訊不斷地更新車輛的發車時刻以及到站時間等內容。當實時資訊被更新後,此模組會形成新的車輛時刻表與執行路徑並及時傳送至車輛,供駕駛員使用。

公交車輛主要配備車載GPS 與車載移動資料終端。車輛基礎資訊由車載GPS 獲得後向排程中心傳輸車輛的實時位置資訊等, 從而滿足車輛監控以及排程分配的需要;車載移動資料終端可以接收並更新排程中心傳送的車輛執行路徑以及時刻表等資訊。

DRT 公交站點型別主要包括:固定式公交站點以及預約式公交站點。

固定式公交站點與常規固定式運營模式公交站點相同, 乘客僅需在站點等候車輛即可。

在預約式公交站點,乘客可以透過站點按鈕(刷卡) 的方式向排程中心傳送資訊,告知站點等候的人數等資訊。

此站點有資訊反饋系統,可以透過語音或顯示的方式告知乘客DRT 車輛預計到達的時間。另外,預約式公交站點的乘客也可以透過手機的方式向排程中心傳送預約申請,並接收反饋的車輛預計到達的站點時間等。因此,

預約式公交站點具備向乘客反饋資訊的語音或顯示裝置。

乘客透過電話、簡訊、網路等預約方式向排程中心提交預約資訊,如乘客預約出發地、乘客預約出發時間、乘客預約目的地以及乘客預約到達時間等。排程中心在最佳化排程後,透過手機、簡訊或網路等方式向乘客反饋預約輛到達乘客出發點(固定式站點或預約式站點) 時間、預計車輛到達目的地時間等信

息。(

未完待續)

本文摘自《共享經濟藍皮書》作者:靳文舟 巫威眺