馮川 于潔涵

摘要：為了保障高峰時(shí)期綜合客運(yùn)樞紐客流疏運(yùn)工作，以典型綜合客運(yùn)樞紐廣州南站為例，解析了綜合客運(yùn)樞紐客流影響因素，分析了綜合客運(yùn)樞紐的疏運(yùn)場(chǎng)景，基于雙層規(guī)劃建立疏運(yùn)模型，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研標(biāo)定模型參數(shù)；在算例部分應(yīng)用所提出的方法確定疏運(yùn)新增運(yùn)力。本研究為構(gòu)建一體化綜合客運(yùn)樞紐奠定理論基礎(chǔ)，對(duì)提升綜合客運(yùn)樞紐運(yùn)輸服務(wù)水平具有現(xiàn)實(shí)意義。

Abstract： In order to guarantee evacuation in comprehensive passenger terminal during peak period， taking Guangzhou South Railway Station as an example，the influence factors of passenger flow and transportation scene of comprehensive passenger transport terminal are analyzed， and the evacuation model is built based on bilevel programming. Then， model parameters are calibrated through field investigation. At last， the proposed method is used in the calculation example to determine the new capacity. This study makes contribution to theoretical foundation of comprehensive passenger transport terminal， and it's of practical significance to upgrade the transport service level of comprehensive passenger transport terminal.

關(guān)鍵詞：綜合交通；疏運(yùn)策略；雙層規(guī)劃；客運(yùn)

Key words： comprehensive transportation；evacuation strategy；bilevel programming；passenger transportation

中圖分類(lèi)號(hào)：TU984.191 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）20-0085-04

0 引言

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的快速發(fā)展，城際出行量逐年上升，綜合客運(yùn)樞紐在區(qū)域發(fā)展中的地位日益顯著。政府部門(mén)出臺(tái)了相關(guān)文件[1]指導(dǎo)綜合客運(yùn)樞紐建設(shè)，并提出基于大數(shù)據(jù)等技術(shù)提高交通組織成效目標(biāo)。綜合客運(yùn)樞紐服務(wù)建設(shè)及組織也一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，如李婷婷[2]提出城鎮(zhèn)化背景下城市群綜合客運(yùn)樞紐布局優(yōu)化方法；邊莉莉等[3]將綜合運(yùn)輸樞紐放到路網(wǎng)中，分析了綜合運(yùn)輸客運(yùn)樞紐運(yùn)力配置的前提條件，提出了樞紐運(yùn)力配置的解決方案，并對(duì)方案緩解交通矛盾的效能進(jìn)行了分析，充分考慮樞紐與路網(wǎng)的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，提出了基于全出行過(guò)程的綜合運(yùn)輸客運(yùn)樞紐運(yùn)力結(jié)構(gòu)配置思路和方法；Winnie Daamen[4]通過(guò)構(gòu)建乘客換乘路徑選擇模型，研究相關(guān)設(shè)施服務(wù)水平的變化與乘客路徑選擇行為之間的關(guān)系；劉亞珊等[5]探討了樞紐交通組織設(shè)計(jì)中如何處理好外圍路網(wǎng)配置及場(chǎng)地交通組織設(shè)計(jì)兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題；胡春平[6]以客運(yùn)樞紐換乘效率及客流組織方法為對(duì)象，重點(diǎn)研究了客運(yùn)樞紐的分類(lèi)、換乘效率的內(nèi)涵、效率分析方法以及客運(yùn)樞紐內(nèi)部換乘流線(xiàn)組織與優(yōu)化方法等問(wèn)題；Sascha[7]認(rèn)為樞紐服務(wù)水平對(duì)不同路徑的客流形成和選擇有重要影響；南天偉[8]綜合結(jié)合鐵路樞紐銜接客流的分配，對(duì)樞紐的運(yùn)能匹配以及時(shí)間銜接有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)銜接方式的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整； Marco[9]從局部區(qū)域路網(wǎng)角度研究旅客換乘服務(wù)滿(mǎn)意度?，F(xiàn)有研究主要集中于綜合交通樞紐布局、客運(yùn)樞紐內(nèi)客流組織以及綜合客運(yùn)樞紐銜接對(duì)三個(gè)方面，樞紐布局方面主要以乘客換乘時(shí)間最短為目標(biāo)研究站內(nèi)設(shè)施布局，客流組織方面重點(diǎn)分析綜合客運(yùn)樞紐內(nèi)部行人特性、高峰期樞紐內(nèi)部客流特征以及樞紐內(nèi)部客流組織形式，為緩解綜合客運(yùn)樞紐內(nèi)擁擠提出建議措施；樞紐銜接則多從方式銜接交通基礎(chǔ)設(shè)施配置、樞紐所處網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面出發(fā)，主要研究綜合客運(yùn)交通樞紐對(duì)城市內(nèi)部交通、對(duì)外交通兩個(gè)方面的換乘銜接對(duì)策，以上研究為綜合客運(yùn)樞紐的發(fā)展與建設(shè)積累了豐碩的理論成果，然而在樞紐協(xié)同運(yùn)行[10]的信息化背景下，應(yīng)用數(shù)據(jù)成為提高樞紐疏運(yùn)的另一有效途徑，本研究以廣州南站客流疏運(yùn)為實(shí)際案例，綜合應(yīng)用多源數(shù)據(jù)分析綜合客運(yùn)樞紐客流特征，建立高峰客流時(shí)期的疏運(yùn)模型，完善綜合客運(yùn)樞紐信息化建設(shè)基礎(chǔ)理論，為疏運(yùn)客流高峰時(shí)期的運(yùn)力調(diào)配提供參考。

1 綜合客運(yùn)樞紐客流影響因素分析

綜合客運(yùn)樞紐是多種交通方式銜接的節(jié)點(diǎn)，承載著大量客流的到發(fā)與中轉(zhuǎn)，客流量的大小關(guān)系到綜合客運(yùn)樞紐運(yùn)營(yíng)的安全性與服務(wù)水平。綜合客運(yùn)樞紐客流受到樞紐區(qū)位、周邊用地性質(zhì)、天氣、周邊路況等多因素的影響，建立綜合客運(yùn)樞紐客流影響概念模型如圖1所示。

宏觀地來(lái)說(shuō)，除了作為交通樞紐吸引了大量交通量以外，綜合客運(yùn)樞紐的區(qū)位與周邊用地性質(zhì)也對(duì)其銜接方式的客流量產(chǎn)生影響。就廣州南站而言，它是輻射廣州南邊地市的交通樞紐，同時(shí)也是國(guó)家南部地區(qū)的重要高鐵樞紐，銜接方式有公交、出租、客運(yùn)、地鐵、列車(chē)以及私家車(chē)六種主要方式，其中列車(chē)客流是廣州南站疏運(yùn)客流的主要來(lái)源，平常日均到達(dá)廣州南站客流近20萬(wàn)人次。廣州南站遠(yuǎn)離市中心區(qū)域，樞紐周邊開(kāi)發(fā)尚不成熟，故客流量集中為通過(guò)其他方式到達(dá)樞紐乘坐列車(chē)去往目的地，或者乘坐列車(chē)到達(dá)樞紐后換乘其他方式去往目的地。簡(jiǎn)而言之，綜合客運(yùn)樞紐的區(qū)位在很大程度上決定了樞紐的定位，周邊用地性質(zhì)影響出行發(fā)生與吸引交通量，且短時(shí)期內(nèi)樞紐區(qū)位與周邊用地不會(huì)發(fā)生重大變化。

微觀地來(lái)說(shuō)，周邊路段是連接綜合客運(yùn)樞紐與其他區(qū)域的通道，通道的交通狀況對(duì)道路交通的客流到發(fā)產(chǎn)生影響，暢通情況下公交、出租、客運(yùn)等按照各自運(yùn)營(yíng)計(jì)劃駛?cè)腭偝鼍C合客運(yùn)樞紐，當(dāng)發(fā)生駛?cè)肼范螕矶聲r(shí)，原計(jì)劃在相應(yīng)時(shí)間離開(kāi)樞紐的客流則不能及時(shí)疏散出去。天氣對(duì)客流的影響分直接影響與間接影響，直接影響體現(xiàn)在臺(tái)風(fēng)、暴雨等惡劣天氣會(huì)導(dǎo)致部分乘客取消出行計(jì)劃或改變出行方式，同時(shí)為保障乘客及行車(chē)安全，在惡劣天氣情況下某些交通方式可能停運(yùn)，比如2016年8月2日受臺(tái)風(fēng)“妮妲”影響，廣深惠地區(qū)600余對(duì)列車(chē)停運(yùn)，2017年8月23日受臺(tái)風(fēng)“天鴿”影響，南廣鐵路和廣珠、莞惠、廣佛肇城際列車(chē)全天停運(yùn)，其他列車(chē)在部分時(shí)段內(nèi)停運(yùn)；間接影響則表現(xiàn)為天氣先作用于道路交通狀況[11]，進(jìn)而影響道路交通客流。

2 綜合客運(yùn)樞紐疏運(yùn)場(chǎng)景分析

一般情況下，綜合客運(yùn)樞紐各種交通方式的運(yùn)力與人群集散需求是相匹配的，甚至為了保障綜合客運(yùn)樞紐的換乘服務(wù)水平，在公交與客運(yùn)的部分線(xiàn)路的部分時(shí)段可能出現(xiàn)車(chē)均載客較少的情況，這是綜合客運(yùn)樞紐日常運(yùn)輸組織的要求。在一些特殊情況下，可能發(fā)生運(yùn)力無(wú)法滿(mǎn)足集散需求的情況，匯集運(yùn)力不夠時(shí)旅客無(wú)法及時(shí)到達(dá)客運(yùn)樞紐，疏散運(yùn)力不夠時(shí)人群過(guò)于集中則可能發(fā)生安全事件。從安全、有序的角度出發(fā)，以疏散綜合客運(yùn)樞紐人群為研究?jī)?nèi)容，以下是實(shí)際運(yùn)營(yíng)中綜合客運(yùn)樞紐的疏運(yùn)場(chǎng)景。

場(chǎng)景一：在公交、地鐵、客運(yùn)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)段內(nèi)，其他原因?qū)е碌氖柽\(yùn)客流需求激增，公交、出租、地鐵、客運(yùn)原有運(yùn)力無(wú)法及時(shí)疏散客流。這種情況下需要通過(guò)調(diào)度公交、集結(jié)空出租車(chē)、加密地鐵空車(chē)投放以及客運(yùn)滾動(dòng)發(fā)班來(lái)增加運(yùn)力供給，將綜合客運(yùn)樞紐的人數(shù)維持在一個(gè)平穩(wěn)的水平。

場(chǎng)景二：在白班公交、地鐵、客運(yùn)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間外，列車(chē)晚點(diǎn)產(chǎn)生疏運(yùn)客流，此時(shí)夜班公交和出租無(wú)法滿(mǎn)足疏運(yùn)需求。這種情況下通過(guò)與鐵路部門(mén)信息共享，可以提前知曉列車(chē)到達(dá)時(shí)間，協(xié)調(diào)大運(yùn)量方式地鐵延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間，配合調(diào)派公交、出租（一般情況下公路客運(yùn)凌晨2：00-5：00禁止上高速）快速疏散客流。

3 綜合客運(yùn)樞紐疏運(yùn)策略分析

綜合客運(yùn)樞紐疏運(yùn)策略是指在疏運(yùn)供需不平衡時(shí)，根據(jù)實(shí)際疏運(yùn)需求調(diào)配運(yùn)力，及時(shí)完成綜合客運(yùn)樞紐客流疏運(yùn)工作。當(dāng)列車(chē)晚點(diǎn)至深夜到綜合客運(yùn)樞紐，地鐵與客運(yùn)班車(chē)已經(jīng)停運(yùn)，如何調(diào)配公交及出租疏運(yùn)大量客流成為棘手問(wèn)題，尤其是春運(yùn)時(shí)期，全市大部分地區(qū)客流增加，可供調(diào)配的公交車(chē)輛及出租車(chē)輛減少，綜合客運(yùn)樞紐的客流疏運(yùn)面臨更大挑戰(zhàn)。利用信息化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以減少管理者對(duì)綜合客運(yùn)樞紐現(xiàn)場(chǎng)的一些不確定性，提高疏運(yùn)措施的有效性。

3.1 變量定義

為更好地描述綜合客運(yùn)樞紐客流疏運(yùn)問(wèn)題，現(xiàn)對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行如下定義：

i表示交通方式，i=1表示公交，i=2表示出租，i=3表示地鐵，i=4表示客運(yùn)；

ci表示方式i的單位運(yùn)力疏運(yùn)成本；

wi表示方式i單位運(yùn)力平均載客數(shù)；

mi表示方式i的新增車(chē)次/趟次。

通過(guò)與廣州南站相關(guān)工作人員調(diào)研了解到，在運(yùn)營(yíng)中沒(méi)有閑置運(yùn)力可以專(zhuān)門(mén)應(yīng)對(duì)緊急疏運(yùn)任務(wù)，除了常態(tài)應(yīng)急疏運(yùn)外均需要提前協(xié)調(diào)運(yùn)力資源，且能協(xié)調(diào)的資源有限。因此根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)設(shè)定調(diào)配運(yùn)力約束：1小時(shí)內(nèi)，公交可供調(diào)配車(chē)輛20輛，即m？燮20；由于出租候乘場(chǎng)地有限，允許600輛出租車(chē)排隊(duì)進(jìn)入場(chǎng)地，即m？燮600；地鐵單條線(xiàn)路新增空車(chē)不超過(guò)4個(gè)班次，即m？燮4；客運(yùn)啟動(dòng)滾動(dòng)發(fā)班后新增班次不超過(guò)20個(gè)，即m？燮20。

3.2 疏運(yùn)模型

在疏運(yùn)過(guò)程中增加運(yùn)力會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的疏運(yùn)成本及收益，疏運(yùn)成本一般包括車(chē)輛燃油費(fèi)用、設(shè)備折舊費(fèi)用、空駛等維持運(yùn)力服務(wù)相關(guān)費(fèi)用[12]，收益則主要是客運(yùn)樞紐高效中轉(zhuǎn)運(yùn)輸以及乘客乘車(chē)所支付的費(fèi)用。綜合客運(yùn)樞紐的運(yùn)力分屬不同部門(mén)管理，疏運(yùn)時(shí)調(diào)度運(yùn)力除了考慮燃油費(fèi)、空駛費(fèi)、折舊費(fèi)等成本外，還需要從業(yè)務(wù)部門(mén)角度考慮協(xié)調(diào)運(yùn)力的可得性。業(yè)務(wù)部門(mén)并非能對(duì)所有交通方式的運(yùn)力作自主安排，同時(shí)作為政府服務(wù)機(jī)構(gòu)，業(yè)務(wù)部門(mén)對(duì)疏運(yùn)時(shí)獲取的經(jīng)濟(jì)收益并不敏感，因此研究從業(yè)務(wù)部門(mén)角度考慮運(yùn)力協(xié)調(diào)成本構(gòu)建疏運(yùn)模型。

當(dāng)客流需求不能由常態(tài)運(yùn)力疏運(yùn)完全，考慮增加運(yùn)力疏運(yùn)新增客流。根據(jù)綜合客運(yùn)樞紐數(shù)據(jù)資源情況，以駐留人數(shù)作為疏運(yùn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，則疏運(yùn)目標(biāo)是將駐留人數(shù)F在時(shí)間T內(nèi)以最低的成本降至數(shù)量D。因此借鑒雙層規(guī)劃的思想建立疏運(yùn)模型如下：

式（2）是模型目標(biāo)函數(shù)，描述的是要求在時(shí)間T內(nèi)將駐留人數(shù)由F降至D，式（1）描述的是尋找一種方案使得各交通方式運(yùn)力調(diào)配的總成本最低，即疏運(yùn)成本與疏運(yùn)收益的差最小；式（3）至（6）為一小時(shí)內(nèi)的可用運(yùn)力約束。本研究認(rèn)為公交、出租、地鐵輻射樞紐附近區(qū)域，因此三者的疏運(yùn)需求可能內(nèi)部方式轉(zhuǎn)移，但客運(yùn)的目的地為距離較遠(yuǎn)的市外區(qū)域，因此客運(yùn)客流需求只能通過(guò)客運(yùn)班車(chē)疏運(yùn)。

4 算例分析

4.1 疏運(yùn)場(chǎng)景介紹

廣州南站綜合客運(yùn)樞紐位于廣州市番禺區(qū)，內(nèi)有廣州市目前唯一的高鐵站，配套有1個(gè)接駁城際客流的廣州南汽車(chē)客運(yùn)站；2條始發(fā)終到地鐵線(xiàn)路分別與廣州市區(qū)、大學(xué)城相連，通往大學(xué)城的地鐵線(xiàn)與其他2條線(xiàn)路相交；22條始發(fā)終到公交線(xiàn)路與1條途徑公交線(xiàn)路；出租車(chē)候乘區(qū)分為廣州（市區(qū)）、番禺與佛山三個(gè)方向。

2017年七、八月份日常駐留人數(shù)高峰常常發(fā)生于13：30-15：00時(shí)段，高峰人數(shù)多為3.6萬(wàn)至4.0萬(wàn)之間。在公交、出租、地鐵、客運(yùn)等公共交通均正常運(yùn)營(yíng)的時(shí)間內(nèi)，現(xiàn)利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到2017年8月27日12：00區(qū)域人數(shù)超過(guò)4.2萬(wàn)，查看各種交通方式的運(yùn)力計(jì)劃均為常態(tài)供應(yīng)水平。根據(jù)單日綜合客運(yùn)樞紐區(qū)域人數(shù)曲線(xiàn)特征，從12：00到13：30這一時(shí)段內(nèi)人數(shù)呈上升趨勢(shì)，經(jīng)預(yù)測(cè)若不采取任何疏運(yùn)方案人數(shù)曲線(xiàn)如圖2所示，13：30綜合客運(yùn)樞紐人數(shù)將達(dá)到4.8萬(wàn)。現(xiàn)假設(shè)疏運(yùn)要求為在13：30將人數(shù)降至4.2萬(wàn)，12：30開(kāi)始執(zhí)行疏運(yùn)方案，根據(jù)上述假設(shè)場(chǎng)景利用疏運(yùn)模型進(jìn)行方案分析。

4.2 模型參數(shù)標(biāo)定結(jié)合

高峰時(shí)期廣州南站公交上車(chē)人數(shù)，標(biāo)定w1=40；參考廣州市出租行業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)分析，出租車(chē)平均載客2.2人/次，即w2=2.2；廣州南站有2條地鐵線(xiàn)路，設(shè)單條線(xiàn)路發(fā)車(chē)間隔2分30秒，小時(shí)最高進(jìn)站客流量約2.8萬(wàn)人次，則可標(biāo)定廣州南站每列地鐵車(chē)載客w3=580；客運(yùn)滾動(dòng)發(fā)班時(shí)客滿(mǎn)即發(fā)，因此根據(jù)長(zhǎng)途客運(yùn)核載客數(shù)標(biāo)定w4=48。

疏運(yùn)成本為業(yè)務(wù)部門(mén)協(xié)調(diào)運(yùn)力需要承擔(dān)的時(shí)間、運(yùn)力補(bǔ)貼等成本，其中時(shí)間除了溝通協(xié)調(diào)所需時(shí)間外，還包括若未能及時(shí)增加運(yùn)力客流持續(xù)增高的壓力成本。此處，結(jié)合調(diào)研情況比較各種交通方式運(yùn)力的廣義成本，假設(shè)虛擬成本單位q，則增加一趟次公交、出租、地鐵、客運(yùn)運(yùn)力的成本分別為c1=100q，c2=5q，c3=2000q，c4=180q。特別說(shuō)明，不同城市各交通方式的疏運(yùn)成本數(shù)量關(guān)系不同，需依據(jù)實(shí)際進(jìn)行標(biāo)定。

4.3 疏運(yùn)方案求解

將參數(shù)代入式（1）和式（2）得到：

經(jīng)計(jì)算，得到唯一解m1=20，m2=586，m3=6，m4=9，即在13：30將人數(shù)降至4.2萬(wàn)，需要增加20趟公交車(chē)、586輛出租車(chē)、6趟地鐵與9趟客運(yùn)班次，此時(shí)所耗費(fèi)的成本最小，為18550個(gè)單位成本。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)一體化與城市群的發(fā)展，綜合客運(yùn)樞紐承擔(dān)的出行頻次與強(qiáng)度不斷提高，如何做好綜合客運(yùn)樞紐的疏運(yùn)愈發(fā)顯得關(guān)鍵，論文分析了綜合客運(yùn)樞紐的客流影響因素與疏運(yùn)場(chǎng)景，以雙層規(guī)劃思想建立了疏運(yùn)模型，以廣州南站為例闡述如何應(yīng)用所提出模型確定疏運(yùn)新增運(yùn)力，論文研究?jī)?nèi)容對(duì)完善綜合客運(yùn)樞紐基礎(chǔ)理論及疏運(yùn)工作具有一定參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)于打造現(xiàn)代綜合客運(yùn)樞紐提高旅客出行質(zhì)量效率的實(shí)施意見(jiàn).中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，2016，5.

[2]李婷婷.城鎮(zhèn)化背景下城市群綜合客運(yùn)樞紐分層布局優(yōu)化研究[D].北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2017.

[3]邊莉莉，李德剛，李丹丹.綜合運(yùn)輸客運(yùn)樞紐運(yùn)力結(jié)構(gòu)配置[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2016，15（3）：71-77.

[4]Winnie Daamen. Passenger route choice concerning level changes in railway stations. Transportation research board， 2004.

[5]劉亞珊，郭淑霞，劉漩亦.城市綜合客運(yùn)樞紐中的交通組織設(shè)計(jì)[J].城市道橋與防洪，2014，31（2）：1-4.

[6]胡春平.客運(yùn)樞紐換乘效率及流線(xiàn)組織方法研究[D].北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014.

[7]Hoogendoorn-Lanser Sascha， Nes RV，Hoogendoorn SP. Modeling transfers in multimodal trips： explaining correlations [A]//Transportation Research Board Business Office. Transportation Research Board Annual Meeting[C]. Washington DC： National Academy Press， 2006：144-153.

[8]南天偉.鐵路綜合客運(yùn)樞紐銜接方式運(yùn)營(yíng)匹配性評(píng)價(jià)及優(yōu)化[D].北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015.

[9]Marco Diana. Measuring the satisfaction of multimodal travelers for contexts [J] local transit services in different urban Transportation Research Part A： Policy and Practice， 2012，46（1）：1-11.

[10]周釗，楊金東，王雯雯.城市綜合客運(yùn)樞紐信息化系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)分析[J].綜合運(yùn)輸，2017，39（4）：14-17.

[11]龔大鵬.雨雪天氣對(duì)城市道路交通運(yùn)行的影響研究[D].北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2016.

[12]李文興，尹帥.城市軌道交通成本構(gòu)成分析[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2012，12（2）：9-14.