张笑杰 周海波

（北京公共交通控股(集团)有限公司，北京 100161）

产业园区、经济开发区、大型商圈等片区的轨道交通接驳服务或片区内部交通服务，其出行特征表现为时空分布不集中、方向匀称，出行效率不高、不够便捷，交通运行组织需要提升和优化。需求响应式公交突破了常规公交固定线路、固定班次的运行模式，出行服务便捷，运营组织灵活，车辆运用高效，可以适应产业园区、经济开发区等片区的出行特点。

1 需求响应式公交的概念与特点

需求响应式公交采用中、小型车辆，向每一位乘客提供座位，通过智能调度平台、司机端和乘客端，智能、动态地处理乘客的出行需求，灵活地调配接单车辆的车型[1]；固定站点、不固定线路，按照乘客的需求，动态调整行驶路径、停靠站点，并在沿线搭乘相似方向的乘客，实现点对点的合乘出行服务。

Edwards等[2]分析对比了不同密度下常规公交与需求响应式公交的优劣性，得出“在密度越小的情况下，需求响应式公交越具有优势”的结论。高煦明[3]通过对静态调度模型和动态调度模型的分析，论证了在合适的服务区域内，需求响应式公交能够为乘客提供更为便捷的服务。

需求响应式公交突破了常规公交固定线路、固定班次的运行模式，按需提供服务，具有舒适、便捷、高效、灵活、智能等五个方面的特点，适应用地混合程度高的交通出行特征，可以进一步提升片区内的交通运行组织水平。

舒适——每位乘客都有座位，体验舒适，出行体面。

便捷——根据实时出行需求，动态调整行驶路径、停靠站点。

高效——实时统计空余座位的数量，沿途搭乘相似出行方向的乘客。

灵活——按照需求的集中程度不同，灵活调配使用不同车型。

智能——智能处理乘客需求，在线查看接单车辆、预计到达时间等信息。

2 运营服务方案

需求响应式公交车辆可采用5座小客车、12座中巴车等纯电动车型，配备定位系统、视频监控、存储模块等智能设备。按照“线上下单，智能拼车，实时调度，快速接单”理念，动态调整车辆行驶路径、停靠站点，将区域内行程相似的乘客撮合拼车出行，提供点对点的合乘出行服务。

2.1 服务标准

产业园区、经济开发区、大型商圈等片区的轨道交通接驳或片区内部交通需求比较分散，车辆周转效率、运用效率高于潮汐现象明显的大城市长距离出行，有益于制定较高的服务标准，提高需求响应式公交的吸引力，鼓励绿色出行，见附表。

附表 需求响应式公交服务标准

2.2 下单约车

乘客在需求响应式公交设置的站点下单，在手机端输入乘车人数，选定上车站点、下车站点。由运营管理系统计算行驶路径，根据收费标准生成乘车费用。订单支付成功后，立即按照接单派车算法分配车辆。

2.3 接单派车

实时汇集订单需求，结合车辆空余座位、接单行驶时间等情况，寻找周边可用车辆，生成司机端调度指令、接单路径和乘客手机尾号，调度司机驾驶车辆前往站点接送乘客。

2.4 准备乘车

运营管理系统在1分钟内响应完成接单派车工作，将分配的车辆信息发送到乘客手机端，包含驾驶员姓名、手机号、车辆号牌等信息。乘客按照手机提示的预计到达时间，在上车站点等候接单车辆到达。

2.5 验证乘车

接单车辆到达上车站点，乘客确认车牌号码后上车；驾驶员与乘客确认手机尾号无误后，在司机端操作“乘客已上车”，按照导航的路径前往下车站点。

如果接单车辆到达站点而乘客未到，则司机停车并环顾四周确认后，在司机端操作“乘客未到达”，之后按照司机端的调度指令接续接单。

2.6 乘车评价

乘客到达站点下车后，系统自动判断结束订单，并向乘客手机端返回乘车评价页面。乘客可勾选驾驶员服务态度、车辆洁净程度、乘车费用是否有误等体验评价信息。

3 业务流程与规则

需求响应式公交采用定站、不定线的运行模式，经过动态计算乘客的出行需求（上下车站点、乘车人数），并结合车辆位置与行驶方向，寻找出区域内符合乘车需求程度最高的车辆。其规则要点包括接单范围划定、确定接单车辆、乘客候车时间、不同车型派单规则等。

3.1 环形派车算法

（1）环形范围寻找车辆。寻找以乘客上车站点为圆心、1公里半径环形范围内的车辆；如未找到任何车辆，则结合不同时段的候车时间标准，高峰时段扩大到4公里半径范围，平峰时段扩大到2公里半径范围；如仍未找到车辆，则调派场站内的车辆投入运营。

（2）确定备选车辆集合。遍历环形范围内寻找到的所有车辆，筛选行驶方向与乘客OD连线的夹角在60度内且有足够空余座位的车辆，得到备选车辆集合为B1, B2…Bn。

（3）确定接单最优车辆。将订单的OD信息编入备选车辆集合，通过排列组合计算B1, B2…Bn的接单路径，得到距离最短、响应时间最快的最优车辆，调派该车接收乘客订单。

（4）推送接单路径。将订单信息插入到最优车辆的行程中，生成接单导航路径，推送到司机端，指导驾驶员按照导航提示接单。

3.2 不同车型接单规则

（1）中巴车接单规则：主要投入订单时空分布集中的区域，并根据历史积累订单不断分析、优化派车的时间与站点。

当某台中巴车的上座率达到80%以上，或驶离订单分布集中的区域时，则按照派车算法指派另一台中巴车接单。此外，设定拼单候车时间上限为10分钟，如果超过上限，则终止车辆继续拼单，保证乘客的出行效率。

（2）小客车接单规则：所有区域均全时段开放接单服务，遵循环形派车算法，动态寻找车辆接受订单。

3.3 车辆走行

运营管理系统根据乘车订单的上下车站点，动态规划车辆的行驶路径，导航提示驾驶员停靠沿线站点；驾驶员借助导航提示，停靠站点接单，服务乘客出行，如图1所示。

图1 车辆接单走行流程

乘客到达站点下车后，驾驶员启动车辆驶离站点，系统将结束订单并释放出空闲座位。如果车辆临时停泊30分钟仍未接到订单，司机端将提示驾驶员返回附近的公交场站。

3.4 订单取消

通过乘客端取消订单，为了既不浪费运力，又提高接单效率，在乘客支付成功后3分钟之内，通过手机端取消订单，无手续费；3分钟之后取消订单，则收取乘车费用的20%作为手续费，同时限制该乘客在6小时内无法继续下单。

4 运营管理系统架构

根据需求响应式公交的运营服务方案和业务管理规则，运营管理系统整体架构设计为四层（图2）。

图2 运营管理系统架构设计

支撑层：是系统架构最底层，实现数据支撑、存储、清洗、重组、分析、交换等功能。

业务层：包括业务平台、智能调度系统、运营管理平台、调度管理平台、司机端业务系统，是系统业务处理、智能计算、管理平台交互、终端后台支持的核销层。

接口层：包括前置接口、设备接口，与上层应用层进行数据传输、指令交互，支持HTTP、HTTPS、TCP协议，满足各种软件、硬件系统的对接要求。

应用层：是面向用户的上层应用，包括乘客端、车载设备（OBD、GPS、视频设备）、司机端。

5 应急管理

5.1 车辆故障

当出现车辆故障时，驾驶员在司机端上报故障信息；调度员在调度管理平台收到提示后，随即查找故障地点周边的可用车辆，向驾驶员发出调度指令；车辆前往故障地点接送乘客，将乘客送至目的地；调度员同步更改故障车辆状态信息，临时剔除运营序列，车辆返回场站接受检查维修。

5.2 特殊天气

当出现雨、雪、雾等特殊天气情景时，调度员可通过调度管理平台，向所有车辆的司机端发布注意安全驾驶的提示信息，告之积水严重的路段与桥区、能见度小于50米的路段以及绕行路段。

5.3 系统故障

当接到系统故障通知电话后，维护团队立即分析事件严重程度和影响程度。对影响运营服务的系统故障，半小时内响应，4小时内修正；对不影响运营服务的系统故障，4小时内响应，2日内修正。

6 结论与展望

本文制定了需求响应式公交的运营服务方案；制定了业务流程与规则，提出环形派车算法和不同车型的接单规则，能够灵活、高效地调派车辆；搭建了运营管理系统构架与终端平台，实现智能化、信息化服务乘客。可应用在产业园区、经济开发区、大型商圈等片区的轨道交通接驳服务或片区内部交通服务，可发挥响应式公交的示范引领作用。

本文设计的需求响应式公交运营组织方案，需要进一步积累订单数据，包括下单时间、OD分布、合乘情况等等，不断优化环形派车算法的参数设置和不同车型的接单规则，进一步提高车辆运用效率。经过不断积累和优化，运营组织方案具备逐步向新市镇、卫星新城应用的可能。