公共交通规划与运营：建模、应用及行为（第2版） epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

内容简介

　　（1） 公交规划概述和数据采集的必要性（第1，2章）；

　　（2） 公交时刻表的设计与优化、车辆行车计划和司售人员排班（第3～9章）；

　　（3） 乘客需求和客流分析（第10，11章）；

　　（4） 围绕运营计划和乘客行为的公交服务、路网和线路设计（第12～17章）；

　　（5） 公交服务可靠性、运营策略和公交运营规划的未来发展趋势（第18～20章）。

　　本书中更新内容较多的章节包括第5，8，12和15章，新增章节包括第13，14和19章。

　　以上含有定量分析的章节，都在各章结尾提供了习题，以便帮助读者理解和掌握各章内容（除第1，2和20章之外），书后附有习题答案。各章的最后一节是文献综述与延伸阅读（除第1，7章外），这样编排的目的是将核心内容放在每章的前面，只是在结尾为部分感兴趣的读者提供参考文献，以便其进一步延伸阅读。

内页插图

目录

第1章公交服务规划介绍1
1.1撰书动机2
1.2实际规划步骤分解4
1.3服务、评价标准及相关问题9
1.4公交服务的可行性分析13
1.5其他章节概述14
参考文献16

第2章数据需求和采集19
2.1引言20
2.2数据采集技术21
2.3数据需求23
2.4基本统计工具26
2.5文献综述与延伸阅读31
参考文献35

第3章发车频率与发车间隔的确定39
3.1引言41
3.2最大客流(站点调查)方法42
3.3断面客流(跟车调查)方法44
3.4选择站点调查或跟车调查的准则48
3.5结论(两个示例)51
3.6文献综述与延伸阅读60
习题62
参考文献63

第4章时刻表的编制65
4.1引言67
4.2目标、可选时刻表和比较指标68
4.3平滑过渡的均匀发车间隔72
4.4平均载客量均衡的发车间隔754.5自动化、测试和结论79
4.6文献综述与延伸阅读87
习题89
参考文献90

第5章先进的时刻表——优化与协同93
5.1引言95
5.2单个车辆的均衡最大载客量95
5.3兼顾均匀发车间隔和均衡平均载客量的时刻表102
5.4基于多目标规划方法的时刻表109
5.5最优化、运筹学和计算复杂性113
5.6固定车队规模的最小乘客拥挤度时刻表115
5.7最大协同算法和运筹学模型121
5.8文献综述与延伸阅读131
习题136
参考文献137

第6章车辆行车计划编制Ⅰ: 固定行车计划141
6.1引言142
6.2确定单线路的车队规模144
6.3多线路车辆调度问题精确求解实例146
6.4求解固定行车计划的车辆调度的最大流法148
6.5插入空驶车次的逆差函数模型151
6.6有场站约束的车辆行车计划编制161
6.7文献综述与延伸阅读165
习题168
附录6.A最大流问题170
参考文献175

第7章车辆行车计划编制Ⅱ: 可变行车计划177
7.1引言178
7.2固定行车计划条件下车队规模下限的确定179
7.3可变车次发车时间183
7.4可变行车计划条件下车队规模下限的确定189
7.5缩减车队规模的过程192
7.6车辆行车计划编制实践198
7.7均衡载客量时刻表的检验和思考199
习题203
附录7.A行车计划编制软件实例205
参考文献207

第8章行车计划中的车辆类型和大小209
8.1引言210
8.2概述及优化架构211
8.3基于逆差函数的车辆类型计划问题213
8.4基于逆差函数的车辆类型计划问题示例216
8.5多类型行车计划问题的最小费用流方法223
8.6车辆类型选择227
8.7最优公交车辆大小: 文献综述229
习题234
参考文献236

第9章司售人员排班239
9.1引言240
9.2基于人员成本最小方法建立车次链241
9.3数学求解方法248
9.4案例分析: 新泽西通勤铁路252
9.5人员轮班256
9.6文献综述与延伸阅读261
习题265
附录9.A最短路径问题267
参考文献270

第10章乘客需求273
10.1引言275
10.2公交需求、影响因素和需求弹性275
10.3需求预测方法及过程示例281
10.4多项式logit模型(MNL)286
10.5文献综述与延伸阅读(O�睤估计)288
习题291
参考文献292

第11章路径选择与客流分配295
11.1引言297
11.2基于等待时间策略的路径选择297
11.3线路乘客分配比例300
11.4有规律到达车辆的乘客比例302
11.5基于路径选择的客流分配304
11.6文献综述与延伸阅读306
习题312
参考文献312

第12章公交服务设计： 要素、停车泊位及站点位置315
12.1引言316
12.2公交服务设计要素317
12.3基于车辆行车计划编制的停车泊位冲突解决方案322
12.4最佳站点设置——基于路网的理论探讨327
12.5不平坦地形下公交站点的选择334
12.6文献综述与延伸阅读339
习题342
参考文献344

第13章协调性与衔接性： 指标和分析347
13.1引言348
13.2衔接性指标350
13.3线路间及多出行方式间路径薄弱点的检测358
13.4检测衔接网络中的瓶颈359
13.5公共交通供给均等化366
13.6文献综述与延伸阅读369
习题369
参考文献370

第14章协同性与衔接性： 行为方面373
14.1引言374
14.2心理因素对乘客换乘意向的影响376
14.3车外时间变化对乘客换乘决策的影响382
14.4基于路径选择的出行时间与费用节省最小可觉差389
14.5有计划与无计划的换乘: 决策者指南393
14.6文献综述与延伸阅读398
习题400
参考文献401

第15章线网(线路)设计405
15.1引言406
15.2目标函数408
15.3方法和案例415
15.4需求变动下的公交线网设计421
15.5实际规模公交线网的设计方法435
15.6公交线网中优先车道互连的思考437
15.7文献综述与延伸阅读439
习题445
参考文献447

第16章区间车设计451
16.1引言453
16.2主要方法453
16.3候选区间点的确定454
16.4删减发车车次的方法456
16.5最大化延伸区间车车次462
16.6文献综述与延伸阅读467
习题469
参考文献471

第17章机动班车和支线服务473
17.1引言475
17.2单条圈点班车线路所需的最小车队规模476
17.3路径选择策略478
17.4仿真模拟480
17.5案例分析484
17.6乘客调查问卷488
17.7最优路径设计: 基本网络490
17.8最优路径设计: 算法494
17.9实施策略497
17.10文献综述与延伸阅读499
习题504
参考文献505

第18章服务可靠性与控制507
18.1引言509
18.2可靠性指标和不可靠服务的来源511
18.3可靠性变量建模516
18.4站点乘客等待时间520
18.5先进的数据采集技术和控制524
18.6解决可靠性问题的技术527
18.7文献综述与延伸阅读534
习题542
参考文献543

第19章运营战略与战术547
19.1引言549
19.2多智能体公交系统(MATS)549
19.3路段上的车辆交会552
19.4协同换乘仿真模型559
19.5协同换乘目标下的控制发车与跨站策略564
19.6基于车间通信的公交换乘协同573
19.7文献综述与延伸阅读585
习题587
参考文献588

第20章公共交通系统运营前景展望593
20.1引言与换乘新概念594
20.2自动化公共交通系统的发展597
20.3双向单梁高架公交案例599
20.4文献综述与延伸阅读602
20.5结束语608
参考文献608

习题解答611

专业术语中英文对照表623

精彩书摘

　　第3章

　　发车频率与发车间隔的确定

　　本章提纲

　　3.1引言

　　3.2最大客流（站点调查）方法

　　3.3断面客流（跟车调查）方法

　　3.4选择站点调查或跟车调查的准则

　　3.5结论（两个示例）

　　3.6文献综述与延伸阅读

　　习题

　　参考文献

　　学习指导

　　本章探讨了如何确定公交线路上的发车频率这一问题，这也是学术界和公交企业长期关注的问题。为了将节约资源和保持服务水平有效地结合，本章对此问题进行了深入分析并给出了相应的解决方案。

　　客流信息的重要性已经促使公交企业引入自动检测技术，或者增加人工采集数据的数量。公交企业自然希望通过采集更多准确的客流数据来获得对编制运营计划有用的信息。本章描述了能够有效设定发车频率和发车间隔的数据采集方法，提出了4种不同的方法以用于确定发车频率，其中2种基于站点调查(最大客流)数据，而另2种则基于跟车调查(断面客流)数据。同站点调查相比，跟车调查能提供更多完整的信息，但是成本更高，所以存在所获信息与费用是否相匹配的问题。这4种方法都基于可用的历史断面数据，并能指导运营人员选择合适的数据采集方法。此外，当放宽载客量标准并避免过度拥挤时，运营人员或排班人员能够估算出最小期望车次数。

　　本章首先描述了计算合适发车频率的重要性，3.2节和3.3节介绍了确定发车频率的4种方法。3.4节提出了选择站点调查还是跟车调查方法的准则，该准则基于断面客流数据。3.5节利用两个示例说明了确定发车频率的4种方法，其中一个示例的数据来源于美国洛杉矶（LA）217公交线路。本章的最后是文献综述和习题。公交实践人员可跳过3.2节和3.4节的后半部分，相关内容可以通过学习图3.10所描述的过程来了解。

　　对采集数据的处理结果会影响运营车次数，此问题让人联想到一则真实的趣事： 一名公交公司的运营主管曾经观察到某条公交线路上存在多余车次的情况，之后他发现这一车次被安排为工作日的末班车次，目的是使驾驶员能够下班时离家更近。六个月之后，这名运营主管惊讶地得知该多余车次依然存在，然后他愤怒地给线路的计划人员打电话并要求得到解释，然而他得到的回答是： “哦，我告诉过这名驾驶员，如果有检查人员在场的话，就不要跑这一车次了！”

　　本学习指导可简要总结为： 传统的观念与方法虽然平时不太被注意，但由于约定俗成，要打破却非常困难。因此，在公交运营计划中，应该允许灵活性、变化性和新措施的存在。

　　3.1引言

　　公交服务的主要决定因素之一是根据每天中不同的时刻、每周中不同的天以及日期的类型为系统中的每条公交线路选择最合适的发车频率(辆/h)。本章对图2.1中的第二个关键问题——公交服务规划时的智能化决策进行了初步解释。该问题将在第16章中进行进一步的阐述。

　　图1.2表明发车频率的确定是创建行车计划的重要基础。Furth和Wilson(1981)指出公交企业一般使用服务标准作为确定发车频率的基础，同时综合考虑经验、判断和客流量等因素。常用的服务标准如表1.3所示： 拥挤程度、允许的最大无座乘客数以及发车间隔的上限(法定)和下限。表1.4强调了这些服务标准并不能作为实际操作的规则，而且它们必须建立在确定性准则的基础上。因为高的发车频率涉及高成本，因此并非始终需要高发车频率，这一点显得尤为实际。谨慎的公交运营管理需要在方案实施成本与频率提高间取得平衡。我们观察到一些公交企业常常存在这样的观念：上周的发车频率也适合于本周，并不需要调整来适应波动的客流。对持有这种观念的人，我们只能说： 推陈出新好过墨守成规。

　　本章阐述的不同方法, 既可用于有效地确定发车频率，也可用于对变化敏感度的分析。本章的目标有两方面： 一是在保证服务质量且所需运营车辆最少的前提下确定发车频率;二是建立有效的评价工具，用于衡量在公交线路上采集合适的客流数据的成本。

　　本章的主要输入数据是站点客流调查和线路客流调查数据。这类数据在2.2节和图2.2中有详细描述，并在分析拥挤程度和最小发车频率(法定发车间隔的倒数)标准中有所应用。通常每年或每几年会采集整条公交线路(跟车调查)的断面客流数据，最近的客流信息一般来自沿线的一个或多个站点的调查，在这些站点车辆将承担最大载客量。为了尽可能完善行车计划，每年要固定进行几次站点调查，目的是为新建或调整的线路编制新的行车时刻表，调整日常时刻表以适应商业核心区、工业区高峰时段以及学校放学时段。与站点调查相比，跟车调查提供了更全面的信息，但是由于需要额外的调查人员，或需要自动调查系统(如APC，AVL)提供数据因而成本更高，问题在于所获的信息是否与高昂的数据采集成本相匹配。本章将探讨公交企业如何运用历史断面数据以决定选择哪种调查方式(站点调查或跟车调查)，而哪种方式在采集新数据时更合适且成本更低。

　　根据Furth和Wilson(1981)的研究，公交企业建立发车间隔一般基于已有的拥挤时段的服务标准和法定的发车间隔。这种标准基于以下两个要求： 一是提供适宜的空间满足乘客的需要;二是设置发车间隔的上限，以确定保证服务水平的最小发车频率。第一个要求作用于客流量大的线路时段(高峰时段)，第二个要求作用于客流量小的时段。第一个要求可以通过广泛应用的高峰客流因子法(站点调查)来满足，它与3.2节将要介绍的最大客流方法比较相似。第二个要求可以通过法定的发车间隔来满足，法定发车间隔通常不超过60min，且在一些情况下限制在30min。有时候基于运力或成本�彩找婵悸牵�会设定发车间隔的下限值。现有的一些数学规划技术有助于解决线路设计和服务频率问题。Furth和Wilson(1981)采用了这一技术以确定合适的发车间隔，同时满足社会效益最大化、预算总额、车队规模和车辆保有量的限制条件。然而，因为数学规划模型在最优化分析方面不能与实际操作相结合，所以很难得到应用。

　　本章主要包括三部分。第一，阐述了基于站点调查数据(最大客流)确定发车频率的两种方法。第二，提出基于跟车调查数据(断面客流)的另外两种方法。第三，建立了确定每种数据采集方法适合程度的标准。这四种方法都是基于Ceder(1984)的著作，并针对一条公交线路提出和分析的。之后是两个示例(其中一个为实例)，最后是文献综述和习题。

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前言/序言

　　谨以此书献给我的父亲Samuel，他在一家大型公交企业作为驾驶员和财务人员工作了30多年；献给我的母亲Anna,祝愿她健康长寿。首先，非常感谢北京交通大学关伟教授承担了本书中文版的翻译工作，关伟教授及其团队也是2010年本书第1版的译者。需要指出的是，本书第2版中有2/3的内容来自于第1版，另外1/3的内容来自于近年研究的新成果。

　　我很高兴看到从2010年至今，有很多中国学生和研究人员使用本书中文第1版。我每年到中国访学时，都会注意到有许多中国学生带着本书2010年的中文版来参加我的讲座和研讨会，甚至在美国、欧洲、澳大利亚和新西兰，也能看到中国学生带着2010年中文版来上课的类似情景。毫无疑问这是本书内容引起越来越多关注的一个指标，我相信中文第2版的出版将继续提高其关注度。为此，这里引用阿尔伯特·爱因斯坦说的一句话： “努力不是为其成功，而是为了其价值。”

　　能否成功引入新的概念和方法，在某种程度上是评价一本专业书籍价值的依据。通过学习书本的内容，要能够激发读者的想象力，该理念也是本书第2版撰写的指导方针。最后，我以阿尔伯特·爱因斯坦的另一句话作为结束语： “教育并不是单纯学习知识，而是训练头脑如何去思考。”

　　于新西兰奥克兰2016年3月Avishai Ceder教授从1981年起作为访问教授就曾在美国麻省理工学院等讲授“公共交通运营规划”等课程，是公共交通领域国际著名的学者，现任新西兰奥克兰大学交通研究中心主任。自2007年起，Avishai Ceder教授多次到北京交通大学交通运输学院访问讲学，并介绍了凝聚他30多年研究成果的专著《公共交通规划与运营——理论、建模及应用》（第1版），该书由Elservier公司于2007年出版，并被国外多所大学选作教材或教学参考书。2010年，《公共交通规划与运营——理论、建模及应用》的中文版由清华大学出版社出版，国内一些大学将其选作公交方面课程的教材或教学参考书。

　　2016年，Avishai Ceder教授在第1版的基础上，完成了《公共交通规划与运营——建模、应用及行为（第2版）》的工作，该书由Taylor & Francis集团旗下的CRC出版社出版。与第1版相比，第2版更新和增加了其中大约1/3的内容，诚如书名微调所体现，这一版重点增加了公交出行乘客心理和行为、公交运营策略等方面的内容。在第1版中文翻译工作的基础上，经过团队的共同努力，《公共交通规划与运营——建模、应用及行为（第2版）》的中文翻译工作终于完成。

　　正如作者在前言中所述，本书与同类教材相比具有鲜明的特色，是一本既有理论深度又与实践紧密结合，广泛适用于研究人员、教师、本科生、研究生以及公交实践人员的优秀教材或教学参考书。希望本书能对我国公共交通规划与运营领域教学活动中的课程体系建设和教学内容改革发挥积极作用，同时也能对公共交通规划与运营的实践活动给予一定的帮助和指导。

　　全书由关伟负责统译和统校工作。北京交通大学高自友教授为本书的翻译工作提出了许多宝贵的建议。除参加第1版翻译工作的人员外，重点参加第2版翻译工作的教师有黄爱玲、李宝文、马继辉、张文义、熊杰等，研究生有江世雄、郭戎格、郑思瑶、韩光胤、周传钰、段畅、王俊兵等。这里特别感谢北京交通大学交通运输学院“城市公共交通”课程组的各位老师，他们有5年使用本书作为教材的实践教学经验，为本书中文版的修改提出了很多宝贵意见。

　　本书的出版得到了国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目（编号： 2012CB725403）和国家自然科学基金重点项目（编号： 71621001）的支持，在此表示衷心感谢。

　　由于译者水平所限，书中翻译内容不准确甚至错误之处难以避免，恳请专家学者和读者指正。

　　关伟于北京交通大学2010年4月本章提纲

　　撰书动机

　　本书特色

　　本书结构

　　评语

　　撰书动机

　　下面这个故事，可能会帮助读者理解本书的撰书动机: 一艘大船在汹涌澎湃的海面上航行，船长的

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