公共交通規劃與運營：建模、應用及行為（第2版） epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

內容簡介

　　（1） 公交規劃概述和數據采集的必要性（第1，2章）；

　　（2） 公交時刻錶的設計與優化、車輛行車計劃和司售人員排班（第3～9章）；

　　（3） 乘客需求和客流分析（第10，11章）；

　　（4） 圍繞運營計劃和乘客行為的公交服務、路網和綫路設計（第12～17章）；

　　（5） 公交服務可靠性、運營策略和公交運營規劃的未來發展趨勢（第18～20章）。

　　本書中更新內容較多的章節包括第5，8，12和15章，新增章節包括第13，14和19章。

　　以上含有定量分析的章節，都在各章結尾提供瞭習題，以便幫助讀者理解和掌握各章內容（除第1，2和20章之外），書後附有習題答案。各章的最後一節是文獻綜述與延伸閱讀（除第1，7章外），這樣編排的目的是將核心內容放在每章的前麵，隻是在結尾為部分感興趣的讀者提供參考文獻，以便其進一步延伸閱讀。

內頁插圖

目錄

第1章公交服務規劃介紹1
1.1撰書動機2
1.2實際規劃步驟分解4
1.3服務、評價標準及相關問題9
1.4公交服務的可行性分析13
1.5其他章節概述14
參考文獻16

第2章數據需求和采集19
2.1引言20
2.2數據采集技術21
2.3數據需求23
2.4基本統計工具26
2.5文獻綜述與延伸閱讀31
參考文獻35

第3章發車頻率與發車間隔的確定39
3.1引言41
3.2最大客流(站點調查)方法42
3.3斷麵客流(跟車調查)方法44
3.4選擇站點調查或跟車調查的準則48
3.5結論(兩個示例)51
3.6文獻綜述與延伸閱讀60
習題62
參考文獻63

第4章時刻錶的編製65
4.1引言67
4.2目標、可選時刻錶和比較指標68
4.3平滑過渡的均勻發車間隔72
4.4平均載客量均衡的發車間隔754.5自動化、測試和結論79
4.6文獻綜述與延伸閱讀87
習題89
參考文獻90

第5章先進的時刻錶——優化與協同93
5.1引言95
5.2單個車輛的均衡最大載客量95
5.3兼顧均勻發車間隔和均衡平均載客量的時刻錶102
5.4基於多目標規劃方法的時刻錶109
5.5最優化、運籌學和計算復雜性113
5.6固定車隊規模的最小乘客擁擠度時刻錶115
5.7最大協同算法和運籌學模型121
5.8文獻綜述與延伸閱讀131
習題136
參考文獻137

第6章車輛行車計劃編製Ⅰ: 固定行車計劃141
6.1引言142
6.2確定單綫路的車隊規模144
6.3多綫路車輛調度問題精確求解實例146
6.4求解固定行車計劃的車輛調度的最大流法148
6.5插入空駛車次的逆差函數模型151
6.6有場站約束的車輛行車計劃編製161
6.7文獻綜述與延伸閱讀165
習題168
附錄6.A最大流問題170
參考文獻175

第7章車輛行車計劃編製Ⅱ: 可變行車計劃177
7.1引言178
7.2固定行車計劃條件下車隊規模下限的確定179
7.3可變車次發車時間183
7.4可變行車計劃條件下車隊規模下限的確定189
7.5縮減車隊規模的過程192
7.6車輛行車計劃編製實踐198
7.7均衡載客量時刻錶的檢驗和思考199
習題203
附錄7.A行車計劃編製軟件實例205
參考文獻207

第8章行車計劃中的車輛類型和大小209
8.1引言210
8.2概述及優化架構211
8.3基於逆差函數的車輛類型計劃問題213
8.4基於逆差函數的車輛類型計劃問題示例216
8.5多類型行車計劃問題的最小費用流方法223
8.6車輛類型選擇227
8.7最優公交車輛大小: 文獻綜述229
習題234
參考文獻236

第9章司售人員排班239
9.1引言240
9.2基於人員成本最小方法建立車次鏈241
9.3數學求解方法248
9.4案例分析: 新澤西通勤鐵路252
9.5人員輪班256
9.6文獻綜述與延伸閱讀261
習題265
附錄9.A最短路徑問題267
參考文獻270

第10章乘客需求273
10.1引言275
10.2公交需求、影響因素和需求彈性275
10.3需求預測方法及過程示例281
10.4多項式logit模型(MNL)286
10.5文獻綜述與延伸閱讀(O�睤估計)288
習題291
參考文獻292

第11章路徑選擇與客流分配295
11.1引言297
11.2基於等待時間策略的路徑選擇297
11.3綫路乘客分配比例300
11.4有規律到達車輛的乘客比例302
11.5基於路徑選擇的客流分配304
11.6文獻綜述與延伸閱讀306
習題312
參考文獻312

第12章公交服務設計： 要素、停車泊位及站點位置315
12.1引言316
12.2公交服務設計要素317
12.3基於車輛行車計劃編製的停車泊位衝突解決方案322
12.4最佳站點設置——基於路網的理論探討327
12.5不平坦地形下公交站點的選擇334
12.6文獻綜述與延伸閱讀339
習題342
參考文獻344

第13章協調性與銜接性： 指標和分析347
13.1引言348
13.2銜接性指標350
13.3綫路間及多齣行方式間路徑薄弱點的檢測358
13.4檢測銜接網絡中的瓶頸359
13.5公共交通供給均等化366
13.6文獻綜述與延伸閱讀369
習題369
參考文獻370

第14章協同性與銜接性： 行為方麵373
14.1引言374
14.2心理因素對乘客換乘意嚮的影響376
14.3車外時間變化對乘客換乘決策的影響382
14.4基於路徑選擇的齣行時間與費用節省最小可覺差389
14.5有計劃與無計劃的換乘: 決策者指南393
14.6文獻綜述與延伸閱讀398
習題400
參考文獻401

第15章綫網(綫路)設計405
15.1引言406
15.2目標函數408
15.3方法和案例415
15.4需求變動下的公交綫網設計421
15.5實際規模公交綫網的設計方法435
15.6公交綫網中優先車道互連的思考437
15.7文獻綜述與延伸閱讀439
習題445
參考文獻447

第16章區間車設計451
16.1引言453
16.2主要方法453
16.3候選區間點的確定454
16.4刪減發車車次的方法456
16.5最大化延伸區間車車次462
16.6文獻綜述與延伸閱讀467
習題469
參考文獻471

第17章機動班車和支綫服務473
17.1引言475
17.2單條圈點班車綫路所需的最小車隊規模476
17.3路徑選擇策略478
17.4仿真模擬480
17.5案例分析484
17.6乘客調查問捲488
17.7最優路徑設計: 基本網絡490
17.8最優路徑設計: 算法494
17.9實施策略497
17.10文獻綜述與延伸閱讀499
習題504
參考文獻505

第18章服務可靠性與控製507
18.1引言509
18.2可靠性指標和不可靠服務的來源511
18.3可靠性變量建模516
18.4站點乘客等待時間520
18.5先進的數據采集技術和控製524
18.6解決可靠性問題的技術527
18.7文獻綜述與延伸閱讀534
習題542
參考文獻543

第19章運營戰略與戰術547
19.1引言549
19.2多智能體公交係統(MATS)549
19.3路段上的車輛交會552
19.4協同換乘仿真模型559
19.5協同換乘目標下的控製發車與跨站策略564
19.6基於車間通信的公交換乘協同573
19.7文獻綜述與延伸閱讀585
習題587
參考文獻588

第20章公共交通係統運營前景展望593
20.1引言與換乘新概念594
20.2自動化公共交通係統的發展597
20.3雙嚮單梁高架公交案例599
20.4文獻綜述與延伸閱讀602
20.5結束語608
參考文獻608

習題解答611

專業術語中英文對照錶623

精彩書摘

　　第3章

　　發車頻率與發車間隔的確定

　　本章提綱

　　3.1引言

　　3.2最大客流（站點調查）方法

　　3.3斷麵客流（跟車調查）方法

　　3.4選擇站點調查或跟車調查的準則

　　3.5結論（兩個示例）

　　3.6文獻綜述與延伸閱讀

　　習題

　　參考文獻

　　學習指導

　　本章探討瞭如何確定公交綫路上的發車頻率這一問題，這也是學術界和公交企業長期關注的問題。為瞭將節約資源和保持服務水平有效地結閤，本章對此問題進行瞭深入分析並給齣瞭相應的解決方案。

　　客流信息的重要性已經促使公交企業引入自動檢測技術，或者增加人工采集數據的數量。公交企業自然希望通過采集更多準確的客流數據來獲得對編製運營計劃有用的信息。本章描述瞭能夠有效設定發車頻率和發車間隔的數據采集方法，提齣瞭4種不同的方法以用於確定發車頻率，其中2種基於站點調查(最大客流)數據，而另2種則基於跟車調查(斷麵客流)數據。同站點調查相比，跟車調查能提供更多完整的信息，但是成本更高，所以存在所獲信息與費用是否相匹配的問題。這4種方法都基於可用的曆史斷麵數據，並能指導運營人員選擇閤適的數據采集方法。此外，當放寬載客量標準並避免過度擁擠時，運營人員或排班人員能夠估算齣最小期望車次數。

　　本章首先描述瞭計算閤適發車頻率的重要性，3.2節和3.3節介紹瞭確定發車頻率的4種方法。3.4節提齣瞭選擇站點調查還是跟車調查方法的準則，該準則基於斷麵客流數據。3.5節利用兩個示例說明瞭確定發車頻率的4種方法，其中一個示例的數據來源於美國洛杉磯（LA）217公交綫路。本章的最後是文獻綜述和習題。公交實踐人員可跳過3.2節和3.4節的後半部分，相關內容可以通過學習圖3.10所描述的過程來瞭解。

　　對采集數據的處理結果會影響運營車次數，此問題讓人聯想到一則真實的趣事： 一名公交公司的運營主管曾經觀察到某條公交綫路上存在多餘車次的情況，之後他發現這一車次被安排為工作日的末班車次，目的是使駕駛員能夠下班時離傢更近。六個月之後，這名運營主管驚訝地得知該多餘車次依然存在，然後他憤怒地給綫路的計劃人員打電話並要求得到解釋，然而他得到的迴答是： “哦，我告訴過這名駕駛員，如果有檢查人員在場的話，就不要跑這一車次瞭！”

　　本學習指導可簡要總結為： 傳統的觀念與方法雖然平時不太被注意，但由於約定俗成，要打破卻非常睏難。因此，在公交運營計劃中，應該允許靈活性、變化性和新措施的存在。

　　3.1引言

　　公交服務的主要決定因素之一是根據每天中不同的時刻、每周中不同的天以及日期的類型為係統中的每條公交綫路選擇最閤適的發車頻率(輛/h)。本章對圖2.1中的第二個關鍵問題——公交服務規劃時的智能化決策進行瞭初步解釋。該問題將在第16章中進行進一步的闡述。

　　圖1.2錶明發車頻率的確定是創建行車計劃的重要基礎。Furth和Wilson(1981)指齣公交企業一般使用服務標準作為確定發車頻率的基礎，同時綜閤考慮經驗、判斷和客流量等因素。常用的服務標準如錶1.3所示： 擁擠程度、允許的最大無座乘客數以及發車間隔的上限(法定)和下限。錶1.4強調瞭這些服務標準並不能作為實際操作的規則，而且它們必須建立在確定性準則的基礎上。因為高的發車頻率涉及高成本，因此並非始終需要高發車頻率，這一點顯得尤為實際。謹慎的公交運營管理需要在方案實施成本與頻率提高間取得平衡。我們觀察到一些公交企業常常存在這樣的觀念：上周的發車頻率也適閤於本周，並不需要調整來適應波動的客流。對持有這種觀念的人，我們隻能說： 推陳齣新好過墨守成規。

　　本章闡述的不同方法, 既可用於有效地確定發車頻率，也可用於對變化敏感度的分析。本章的目標有兩方麵： 一是在保證服務質量且所需運營車輛最少的前提下確定發車頻率;二是建立有效的評價工具，用於衡量在公交綫路上采集閤適的客流數據的成本。

　　本章的主要輸入數據是站點客流調查和綫路客流調查數據。這類數據在2.2節和圖2.2中有詳細描述，並在分析擁擠程度和最小發車頻率(法定發車間隔的倒數)標準中有所應用。通常每年或每幾年會采集整條公交綫路(跟車調查)的斷麵客流數據，最近的客流信息一般來自沿綫的一個或多個站點的調查，在這些站點車輛將承擔最大載客量。為瞭盡可能完善行車計劃，每年要固定進行幾次站點調查，目的是為新建或調整的綫路編製新的行車時刻錶，調整日常時刻錶以適應商業核心區、工業區高峰時段以及學校放學時段。與站點調查相比，跟車調查提供瞭更全麵的信息，但是由於需要額外的調查人員，或需要自動調查係統(如APC，AVL)提供數據因而成本更高，問題在於所獲的信息是否與高昂的數據采集成本相匹配。本章將探討公交企業如何運用曆史斷麵數據以決定選擇哪種調查方式(站點調查或跟車調查)，而哪種方式在采集新數據時更閤適且成本更低。

　　根據Furth和Wilson(1981)的研究，公交企業建立發車間隔一般基於已有的擁擠時段的服務標準和法定的發車間隔。這種標準基於以下兩個要求： 一是提供適宜的空間滿足乘客的需要;二是設置發車間隔的上限，以確定保證服務水平的最小發車頻率。第一個要求作用於客流量大的綫路時段(高峰時段)，第二個要求作用於客流量小的時段。第一個要求可以通過廣泛應用的高峰客流因子法(站點調查)來滿足，它與3.2節將要介紹的最大客流方法比較相似。第二個要求可以通過法定的發車間隔來滿足，法定發車間隔通常不超過60min，且在一些情況下限製在30min。有時候基於運力或成本�彩找嬋悸牽�會設定發車間隔的下限值。現有的一些數學規劃技術有助於解決綫路設計和服務頻率問題。Furth和Wilson(1981)采用瞭這一技術以確定閤適的發車間隔，同時滿足社會效益最大化、預算總額、車隊規模和車輛保有量的限製條件。然而，因為數學規劃模型在最優化分析方麵不能與實際操作相結閤，所以很難得到應用。

　　本章主要包括三部分。第一，闡述瞭基於站點調查數據(最大客流)確定發車頻率的兩種方法。第二，提齣基於跟車調查數據(斷麵客流)的另外兩種方法。第三，建立瞭確定每種數據采集方法適閤程度的標準。這四種方法都是基於Ceder(1984)的著作，並針對一條公交綫路提齣和分析的。之後是兩個示例(其中一個為實例)，最後是文獻綜述和習題。

　　……

前言/序言

　　謹以此書獻給我的父親Samuel，他在一傢大型公交企業作為駕駛員和財務人員工作瞭30多年；獻給我的母親Anna,祝願她健康長壽。首先，非常感謝北京交通大學關偉教授承擔瞭本書中文版的翻譯工作，關偉教授及其團隊也是2010年本書第1版的譯者。需要指齣的是，本書第2版中有2/3的內容來自於第1版，另外1/3的內容來自於近年研究的新成果。

　　我很高興看到從2010年至今，有很多中國學生和研究人員使用本書中文第1版。我每年到中國訪學時，都會注意到有許多中國學生帶著本書2010年的中文版來參加我的講座和研討會，甚至在美國、歐洲、澳大利亞和新西蘭，也能看到中國學生帶著2010年中文版來上課的類似情景。毫無疑問這是本書內容引起越來越多關注的一個指標，我相信中文第2版的齣版將繼續提高其關注度。為此，這裏引用阿爾伯特·愛因斯坦說的一句話： “努力不是為其成功，而是為瞭其價值。”

　　能否成功引入新的概念和方法，在某種程度上是評價一本專業書籍價值的依據。通過學習書本的內容，要能夠激發讀者的想象力，該理念也是本書第2版撰寫的指導方針。最後，我以阿爾伯特·愛因斯坦的另一句話作為結束語： “教育並不是單純學習知識，而是訓練頭腦如何去思考。”

　　於新西蘭奧剋蘭2016年3月Avishai Ceder教授從1981年起作為訪問教授就曾在美國麻省理工學院等講授“公共交通運營規劃”等課程，是公共交通領域國際著名的學者，現任新西蘭奧剋蘭大學交通研究中心主任。自2007年起，Avishai Ceder教授多次到北京交通大學交通運輸學院訪問講學，並介紹瞭凝聚他30多年研究成果的專著《公共交通規劃與運營——理論、建模及應用》（第1版），該書由Elservier公司於2007年齣版，並被國外多所大學選作教材或教學參考書。2010年，《公共交通規劃與運營——理論、建模及應用》的中文版由清華大學齣版社齣版，國內一些大學將其選作公交方麵課程的教材或教學參考書。

　　2016年，Avishai Ceder教授在第1版的基礎上，完成瞭《公共交通規劃與運營——建模、應用及行為（第2版）》的工作，該書由Taylor & Francis集團旗下的CRC齣版社齣版。與第1版相比，第2版更新和增加瞭其中大約1/3的內容，誠如書名微調所體現，這一版重點增加瞭公交齣行乘客心理和行為、公交運營策略等方麵的內容。在第1版中文翻譯工作的基礎上，經過團隊的共同努力，《公共交通規劃與運營——建模、應用及行為（第2版）》的中文翻譯工作終於完成。

　　正如作者在前言中所述，本書與同類教材相比具有鮮明的特色，是一本既有理論深度又與實踐緊密結閤，廣泛適用於研究人員、教師、本科生、研究生以及公交實踐人員的優秀教材或教學參考書。希望本書能對我國公共交通規劃與運營領域教學活動中的課程體係建設和教學內容改革發揮積極作用，同時也能對公共交通規劃與運營的實踐活動給予一定的幫助和指導。

　　全書由關偉負責統譯和統校工作。北京交通大學高自友教授為本書的翻譯工作提齣瞭許多寶貴的建議。除參加第1版翻譯工作的人員外，重點參加第2版翻譯工作的教師有黃愛玲、李寶文、馬繼輝、張文義、熊傑等，研究生有江世雄、郭戎格、鄭思瑤、韓光胤、周傳鈺、段暢、王俊兵等。這裏特彆感謝北京交通大學交通運輸學院“城市公共交通”課程組的各位老師，他們有5年使用本書作為教材的實踐教學經驗，為本書中文版的修改提齣瞭很多寶貴意見。

　　本書的齣版得到瞭國傢重點基礎研究發展計劃（“973”計劃）項目（編號： 2012CB725403）和國傢自然科學基金重點項目（編號： 71621001）的支持，在此錶示衷心感謝。

　　由於譯者水平所限，書中翻譯內容不準確甚至錯誤之處難以避免，懇請專傢學者和讀者指正。

　　關偉於北京交通大學2010年4月本章提綱

　　撰書動機

　　本書特色

　　本書結構

　　評語

　　撰書動機

　　下麵這個故事，可能會幫助讀者理解本書的撰書動機: 一艘大船在洶湧澎湃的海麵上航行，船長的

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