基于需求响应的定制公交服务可行性研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着城市规模的扩大和机动化水平的提高，城市居民工作、生活出行半径增加，出行需求增加，城市交通拥堵加剧。为缓解交通拥堵、私人小汽车过量、空气污染，交通事故频发等困扰城市发展的“城市病”，我国从早些年的不断扩大道路建设面积，到后来不断出台的限购、限号、限外、限行等一系列政策，交通拥堵虽有一定程度缓解，但客观上仍收效甚微。因此我国重提公交都市计划，将“优先发展公共交通”作为城市交通的一项基本政策。

但由于规划原因以及建设时序原因，我国大城市存在很多超大型的居民区或城市新区，其在通勤时段的交通需求较高，公共交通供不应求，而在非通勤时段公共交通又供过于求。因而出行在某些时段或区域内客流密度较低且较为分散，车辆空驶严重，满载率较低。而对于按照固定线路行驶和根据固定时刻表发车的常规公交，其服务单一，舒适度差，已不能满足中等收入人群的出行需求，更无法将部分私家车出行者从私家车拉回常规公交，公交车辆不能得到充分利用，公共资源严重浪费。

同时，自2019年自新冠肺炎疫情发生以来，极大影响了城市交通的正常运转，城市公交客流下滑趋势严重。虽然目前疫情已得到缓解，且进入了常态化的新阶段，但居民出行的习惯已经发生较大的改变，城市客流要想恢复至疫情前已是不可能。同时考虑到常态化后的社会环境对交通的影响，应结合“互联网 公共交通”做出相应的措施，不仅能够保障通行的可靠性和提高系统的可持续性，同时使运营经济合理，满足不同需求的出行者，增强城市交通系统的韧性。对公交企业可持续发展有着深渊的意义。

2. 课题关键问题和重难点

针对目前常规公交客流密度低、不稳定，难以满足目前乘客的需求，存在公共资源浪费等问题，拟建立一种基于需求响应的定制公交可行性分析模型，对使用公交的乘客出行需求进行调查分析、城市定制公交模式可行性进行深入研究，主要研究方向如下：

（1）查阅国内外城市对定制公交、定制公交模型优化以及有关公交可行性分析的研究动态与现状有关的文献，进行归纳与总结，加强对课题内容的了解，为研究提供理论基础。

（2）通过问卷调查获取居民乘坐定制公交出行意愿与需求分布数据，通过excel进行整合，以得到居民乘坐定制公交出行需求分析。结合道路网进行定制公交线路站点初步规划与设计，为后期建立优化模型提供技术基础。

3. 国内外研究现状（文献综述）

通过对国内外定制公交、模型优化、公交可行性分析方面研究成果进行总结、分析可以看出，目前关于定制公交，一直将其视为一种作为常规公交补充的辅助公交，没有形成系统的分支，以及需求响应型定制公交的相关深入研究文献较少，对于定制公交可行性研究方向的文献更为少见。主要研究都集中在定制公交定位、内涵及运营服务特性、线路设计、站点设置、时刻表编制和票价制定等方面，大多以出行时间、出行成本、运营成本最小为目标函数建立多样模型。构建k-means算法、遗传算法和nsga2算法等求解线路。但关于定制公交出行需求分析和方式选择模型的研究、定制公交乘客出行分布感知方面的研究较少。受到历史发展、城市结构、人口密度的不同，国外研究虽可以借鉴，但并不完全适用于我国的实际情况。我国定制公交发展起步较晚，仍处于探索初期，当前模式能在一定限度上缓解城市交通压力，提升公共交通系统的吸引力，但仍存在一些有待解决的问题，主要为：定制公交服务范围较小；发车线路较为固定；上座率波动较大；发车时间过于集中且服务对象相对单一；准点率难以保证等。为本文理论研究方面以及优化改进方面提供了一定思路。

定制公交优化分析中，绝大多数都以线路设计和站点布置为设计规划对象建立优化模型。在线路设计中使用的数据通常为网络在线问卷调查统计数据、公交ic卡数据或出租车轨迹数据，尚未有文献基于网约车订单数据作为研究对象展开线网规划研究。目前的定制公交线路优化研究主要针对静态出行需求场景，处理的是静态乘车请求，对于实时的动态乘车请求的研究较少。定制公交的站点选址与传统公交有着显著的区别，是完全基于真实路网数据与乘客出行需求设置的。聚类算法是定制公交站点确定过程中较为常用的算法。现有研究往往仅考虑某一类型的定制公交，以及与常规公交之间的博弈，少有考虑其与不同类型定制公交和网约车之间的竞争，在此方面有待深入剖析和研究。

公交出行可行性需求分析方面：目前研究多结合地域特征和土地利用特点，主要从社会效益、经济效益和规划设计方面展开分析，具体到对投资估算、经济分析、运营方式、出行成本、线路设计、站点布置等方面展开分析，研究多利用logit模型进行分析计算。充分考虑用户需求，合理规划和设计定制公交运营以增加公交出行吸引力，为提升公交客运量、有效缓解城市道路拥堵提供解决方案。但对于用户具体搭乘定制公交方式、车辆配置及服务方面有待深入研究。公交出行满意度方面：公交出行满意度直观地反映了乘客出行态度，在公交领域有广泛的研究基础。国外已有研究表明，公交出行满意度受乘客感知其他因素的影响，与出行方式价值感知、出行目的有密切联系。然而，中国对公交出行满意度的研究主要集中在服务质量指标的制定、乘客意向信息采集等方面，对出行满意度的影响因素缺少深入探究，缺乏定量、直观的分析。

4. 研究方案

（1）明确研究背景、方向、目的与意义

利用文献综述法与归纳法。通过查阅文献进行收集、整理和归纳近年来国内外城市有关定制公交发展历程与现状、模型优化与新型公交系统可行性分析等相关方面的理论与实践的研究成果，了解目前定制公交的发展与应用情况，总结其优缺点，明确研究目的与意义，作为后期研究提供理论基础。

（2）居民乘坐定制公交需求分析

5. 工作计划

第1周 按指导老师的要求对指定的英文原文进行翻译，及时完成翻译工作

第2周 检索与阅读相关专业文献，构思文章的大概思路，写出文献综述，合理安排毕业论文设计计划，按时提交开题报告

第3周 整理国内外定制公交文献综述，总结归纳有关出行需求分析研究理论与方法