【摘要】 當(dāng)今交通堵塞已經(jīng)成為世界各大城市的普遍現(xiàn)象,優(yōu)先發(fā)展公共交通是當(dāng)今世界城市解決交通堵塞、節(jié)約能源的主流。然而,目前我國公共交通的發(fā)展不盡如人意,公交服務(wù)水平偏低,從而影響乘客對公交出行方式的選擇,致使公交出行的吸引力偏低。而公交系統(tǒng)服務(wù)可靠性差是導(dǎo)致公交服務(wù)水平偏低的最主要的原因,評價公交服務(wù)可靠性將有助于提高公交系統(tǒng)服務(wù)水平。本文選取公交運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)性作為可靠性評價指標(biāo),首先從靜態(tài)角度出發(fā),基于歷史數(shù)據(jù)對公交站點(diǎn)的靜態(tài)可靠性進(jìn)行評價；其次從實時角度出發(fā),分析站點(diǎn)間的相互影響,基于公交運(yùn)營的實時數(shù)據(jù)對公交站點(diǎn)的實時可靠性進(jìn)行評價,該數(shù)據(jù)具有動態(tài)更新性；最后從預(yù)測角度出發(fā),對未來時刻的公交運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,評價公交站點(diǎn)的預(yù)測可靠性。此外,在公交站點(diǎn)的基礎(chǔ)上研究線路和線網(wǎng)的公交服務(wù)可靠性評價方法。并以貴陽市的12條公交線路為例,建立貴陽市公交信息數(shù)據(jù)庫,從靜態(tài)、實時和預(yù)測三個角度出發(fā)對貴陽市公交線路進(jìn)行了評價,并結(jié)合不同時段的交通特征,分析了貴陽市不同交通時段的公交服務(wù)可靠性。研究表明,貴陽市公共交通服務(wù)靜態(tài)可靠性結(jié)果偏低,實時可靠性與靜態(tài)可靠性數(shù)值差異較大,根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)得到的可靠性值與實時可靠性數(shù)據(jù)相比較為準(zhǔn)確,可以考慮根據(jù)實時可靠性和預(yù)測可靠性的計算作為基礎(chǔ)采取公交調(diào)度的方式改善晚高峰期間的公交服務(wù)可靠性,從而提高公共交通系統(tǒng)的服務(wù)水平。 

第1章緒論

1.1研究背景與意義

交通堵塞已經(jīng)成為世界各大城市的普遍現(xiàn)象，加之當(dāng)今交通、環(huán)境與能源的巨大壓力，城市公共交通的建設(shè)與發(fā)展已經(jīng)被推到一個非常重要的位置。我國政府也從90年代開始就大力提倡優(yōu)先發(fā)展公共交通，公共交通優(yōu)先發(fā)展，是當(dāng)今世界城市解決交通堵塞、節(jié)約能源的主流。然而，當(dāng)前在具有一定人口規(guī)模的大、中型城市中，公共交通的發(fā)展不盡如人意，公交服務(wù)水平偏低，主要表現(xiàn)在：公交車輛的準(zhǔn)點(diǎn)率差、行車間隔不均勾，時常出現(xiàn)“串車”、“大間隔”等現(xiàn)象（如圖1.1所示），究其原因主要是公交車輛的運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜，高峰期間交通擁堵等很多隨機(jī)因素使車輛正常運(yùn)營受到干擾。

公共交通服務(wù)水平的高低將直接影響公交的優(yōu)先發(fā)展，如果公交車輛運(yùn)營差，那么乘客將逐漸不再選擇公交方式出行，從而降低公共交通方式在城市交通系統(tǒng)中的分擔(dān)率。因此，從根本上提高公共交通服務(wù)水平，改善公交運(yùn)營狀況，對城公共交通的建設(shè)與發(fā)展具有重要的作用。

公共交通服務(wù)可靠性是公交服務(wù)水平的一種表現(xiàn)形式，它最直接的反映了公交系統(tǒng)的運(yùn)哲狀況，隨著生活節(jié)奏的加快，交通擁堵狀況的逐漸加劇，乘客在出行時為了實現(xiàn)盡快到達(dá)的地，對公交服務(wù)系統(tǒng)的靠性具存越來越高的要求。評價城市公共交通系統(tǒng)的可靠性將存助于我們根掘可靠性情況采取有效的措施來改善公交系統(tǒng)的運(yùn)營狀況，提高公共交通系統(tǒng)的服務(wù)水平。然而，如何評價以及從哪種角度評價公交服務(wù)可靠性是采取有效措施改善公交運(yùn)狀況的關(guān)鍵，也是本文研究的重點(diǎn)。

1.2國內(nèi)外研究綜述

可靠性現(xiàn)論在交通領(lǐng)域最早應(yīng)用于城市道路交通網(wǎng)絡(luò)，用以評價城市道路交通網(wǎng)絡(luò)到達(dá)一定服務(wù)水平的可靠程度。從20世紀(jì)80年代開始，可靠性理論在首路交通網(wǎng)絡(luò)方面的研究迅速發(fā)展，主要內(nèi)容包括連通可靠性、行程時間可靠性、運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)可靠性以及侯車時間可靠性、換乘可靠性等等，理論成果逐步走向成熟，下面分別綜述國內(nèi)、國外兩方面關(guān)于公交運(yùn)行服務(wù)可靠性的研究。

（1）國外關(guān)于公交服務(wù)可靠性的研究

國外關(guān)于公交可靠性的研究始于20世紀(jì)70年代，最初的研究主要以定性研究為主。隨著研究的深入，相關(guān)研究開始逐步向定量化發(fā)展。最初對公交可靠性的定義是從運(yùn)營者的角度出發(fā)，Tumquist M.A將公交可靠性定義為運(yùn)營的公交車輛能夠按照行車計劃運(yùn)行的能力。后續(xù)的研究逐漸將公交可靠性的定義細(xì)化，普遍將公交車輛到達(dá)站點(diǎn)的準(zhǔn)點(diǎn)率作為衡量公交可靠性的指標(biāo)。Bates對公交系統(tǒng)的可靠性；在可靠性的評價方面，美國公共交通通行能力與服務(wù)質(zhì)量手冊TCQSM2004給出了評價公共交通可靠性的方法，并且提出了公交運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)率的六個評價等級，該評價方法和評價等級被美國各個公交企業(yè)廣泛用于公交可靠性的評價。另外一些學(xué)者指出，系統(tǒng)運(yùn)營的可靠性并不能反映系統(tǒng)整體的服務(wù)水平。因此，這些學(xué)者從乘客的等車時間入手，分析了公交系統(tǒng)的可靠性。

Ehsan以及Deniel均從不同角度分析指出，以營運(yùn)企業(yè)而非接受服務(wù)的乘客為評價主體的可靠性評價，有悼于公交可靠性評價的初衷。隨著可靠性研究的逐步發(fā)展，對公交可靠性的研究逐漸從運(yùn)營者的角度轉(zhuǎn)向乘客國外的公交公司的企業(yè)性質(zhì)是商業(yè)機(jī)構(gòu)，公司的主要目標(biāo)是盈利，從乘客的角度出發(fā)所研究的公交可靠性偏重于服務(wù)而非運(yùn)營，因此，用服務(wù)來描述公交可靠性更能夠從量化的角度體現(xiàn)公交運(yùn)行的準(zhǔn)點(diǎn)性和穩(wěn)定性。Abkowitz定義的公交服務(wù)可靠性是指在設(shè)備可用的情況下對公交需求者和公交提供者的決策產(chǎn)生影響的公交服務(wù)屬性的變動性。Levinsion將公交服務(wù)可靠性定義為公交服務(wù)能夠保持公交運(yùn)行時間與時刻表的匹配性保持統(tǒng)一的車頭時間距和最小化最大車輛斷面載客量的變動性。

美國《公交運(yùn)力和服務(wù)質(zhì)量手冊》第二版嚴(yán)完全從乘客的免度出發(fā)，將公交服務(wù)可靠性定義為影響乘客常到站時叫、等車時間、全部行時間以及車舒適度水平的公交線路服務(wù)準(zhǔn)點(diǎn)率或車頭時間距的規(guī)則性。

第2章公交服務(wù)可靠性理論概述

2.1可靠性理論概述

2.1.1可靠性理論的提出

可靠性是指產(chǎn)品或系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下以一定的置信水平無故障執(zhí)行某項規(guī)定功能的概率或能力�？煽啃詫儆谙到y(tǒng)工程學(xué)科的范疇，在工程系統(tǒng)里可以用來衡量系統(tǒng)服務(wù)水平，以促進(jìn)系統(tǒng)保持高質(zhì)量服務(wù)的穩(wěn)定性，一般通過在特定的時間和給定的環(huán)境、運(yùn)行條件下，實現(xiàn)某種預(yù)期的功能并達(dá)到可接受的服務(wù)水平的概率來計算。可靠性工程是一門新興的工程學(xué)科，它的研究內(nèi)容以實現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的保證為中心，其理論與技術(shù)已經(jīng)遍及電子、機(jī)械、化工、自動化、航空航天以及網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。在工程應(yīng)用中，可以通過規(guī)定、設(shè)計、演示或預(yù)測產(chǎn)品和系統(tǒng)可靠性的方式為相關(guān)組織或系統(tǒng)提供監(jiān)測的手段，并通過反饋等措施來提高可靠性。同樣，可靠性工程也為企業(yè)提供理論和實用工具使企業(yè)獲得產(chǎn)品系統(tǒng)丨實用性、安全性和質(zhì)量保障，從而提高企業(yè)的市場競爭力。

可靠性誕生于德國，20世紀(jì)40年代，為了滿足戰(zhàn)爭的需要德國科技人員通過對（機(jī)、火箭及電子設(shè)備等組成元件與產(chǎn)品的應(yīng)用研究提出了可靠性理論。隨后前蘇聯(lián)也分別開始對人造地球衛(wèi)里以及電子元件等設(shè)備進(jìn)行可靠性技術(shù)研究。1957年美國發(fā)布的《軍用電子設(shè)備可靠性報告》標(biāo)志著可靠性學(xué)科初步框架的形成為可靠性工程理論的發(fā)展奠定了維礎(chǔ)。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，對軟件可件的研究逐步展開，隨后前蘇聯(lián)等各國也逐漸開始了對可靠性工程的研究。20世紀(jì)70年代，有關(guān)電子設(shè)備的可靠性研究廣泛應(yīng)用到科技領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域以及人們的常生活當(dāng)中對可靠性研究趨重要。此時，可靠性理論也逐步被引入到道路交通網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域并取得了定的研究成果，而作為交通系統(tǒng)的：要組成部分。20世紀(jì)80年代，隨著可靠性研究范圍的擴(kuò)大以及研究內(nèi)容的進(jìn)一深入可靠性研究的中心內(nèi)容己轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾螌崿F(xiàn)可靠性的保障。20世紀(jì)90年代后可靠性工程在軟件工程領(lǐng)域的地位己逐步得到提升，并發(fā)展為一個新的分支。而此時，公交網(wǎng)絡(luò)方的可靠性題已在國外成為研究熱點(diǎn)，公交網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中公交車輛的可靠性評價在線路規(guī)劃、制定運(yùn)時刻表、配置公交卞運(yùn)轉(zhuǎn)班次等工作屮發(fā)揮著越來越要的作用。

可靠性工程隨著社會的求而誕隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷深入，對靠性工程應(yīng)用的不斷推廣為企業(yè)和社會帶來了人的經(jīng)濟(jì)效益，也讓人們逐步認(rèn)識到提高產(chǎn)品或服務(wù)的可靠性的主要意義。公共交通可靠性方面的理論研究也隨著可靠性工程的研究深入而逐步展開。

2.2公共交通服務(wù)可靠性

2.2.1公交服務(wù)可靠性定義

可靠性理論交通領(lǐng)域最早應(yīng)用于城市道路交通網(wǎng)絡(luò)，用來評價道路網(wǎng)達(dá)到某種服務(wù)水平的可靠程度。20世紀(jì)80年代以來，可靠性理論研究迅速發(fā)展，在路網(wǎng)連通可靠性行程時間可靠性、運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)可靠性等方面均取得了比較成熟的理論成果。

城市公共交通服務(wù)可靠性從最初政府、公交企業(yè)以及出行者等各個機(jī)構(gòu)關(guān)心的一個話題，到應(yīng)用多種技術(shù)和方法來提高公交服務(wù)可靠性再逐漸發(fā)展成為一門系統(tǒng)的理論大概只經(jīng)歷了幾十年的歷史。21世紀(jì)是服務(wù)經(jīng)濟(jì)的時代，提升公交服務(wù)質(zhì)量是實現(xiàn)公交優(yōu)先發(fā)展、增強(qiáng)公交競爭力和提高公交出行比例的必然要求。美國《公交運(yùn)力和服務(wù)質(zhì)量手冊》給出公共交通服務(wù)可靠性的定義，公共交通服務(wù)可靠性是指影響乘客円常到站時間、等車時間和行程時間以及車上舒適度水的公交線路服務(wù)準(zhǔn)點(diǎn)率或車頭時間距的規(guī)則性。

公共交通服務(wù)的可靠性既是公交企業(yè)提高公交運(yùn)營狀況、提高公交服務(wù)質(zhì)量、提高企業(yè)服務(wù)競爭力的保障，也是增強(qiáng)乘客公交出行便利性的有力保障。因此從實際意義來說，公交服務(wù)可靠性可以被定義為：公共交通系統(tǒng)在円常工作中在一定的交通條件和動態(tài)因素的影響下能夠按計劃完成規(guī)定任務(wù)的同時為乘客提供…定服務(wù)的能力。

對于公交管理者來說，公交車輛能否按照時刻表計劃運(yùn)行具有重要的意義。由人氣、交通條件、突發(fā)事件等因素的影響，會造成定程度的公交延誤，容易造成前車輛到達(dá)某一站點(diǎn)的時問間隔過長或過短即長時間沒有公交車輛到達(dá)或串個現(xiàn)象，這將會使得前車嚴(yán)重超載而后車空蕩，造成客流不均衡，兩輛車行車間距無法保證甚至發(fā)生連鎖反應(yīng)影響到后續(xù)車輛不能按正常時刻表運(yùn)行。為了保證公交車輛的準(zhǔn)點(diǎn)率，提高公交服務(wù)水平，公交管理者會采取調(diào)度的方式來減緩因交通的因素造成的公交延誤或串車現(xiàn)象。

第電3章公交服務(wù)靜態(tài)可靠性評價方法研究.......17

3.1問題描述.......17

3.2基于公交站點(diǎn)的靜態(tài)可靠性評價方法.....18

第4章公交服務(wù)實時可靠性評價方法研究.....25

4.1問題描述......26

4.2基于公交站點(diǎn)的實時可靠性評價方法.....26

第5章公交服務(wù)預(yù)測可靠性評價方法研究.....33

5.1問題描述.......33

第6章貴陽市公交服務(wù)可靠性評價

6.1貴陽市公交服務(wù)可靠性數(shù)據(jù)采集

6.1.1公交服務(wù)可靠性評價數(shù)據(jù)需求分析

根據(jù)前面三章給出的可靠性評價方法要進(jìn)行城市公共交通服務(wù)可靠性的評價，所需數(shù)據(jù)主要包括如下三類：

（1）公交運(yùn)營基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

常規(guī)公交運(yùn)營基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是公交服務(wù)可靠性評價的基礎(chǔ)和重要參照由線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)營基礎(chǔ)數(shù)據(jù)兩部分組成。其中，線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括線路名稱、線路長度、站點(diǎn)名稱、站點(diǎn)位置、站間距等；運(yùn)營基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括車輛發(fā)車間隔、單程運(yùn)行時間等。

（2）車輛實際運(yùn)行數(shù)據(jù)

車輛實際運(yùn)行數(shù)據(jù)足城市公交服務(wù)可靠性評價的核心數(shù)掘其實質(zhì)是公交車輛運(yùn)行過程中到達(dá)各個公交站點(diǎn)的吋刻，根掘車輛到站時間可以計算得到可靠性評價中所需耍的前后年輛到達(dá)架一站點(diǎn)的吋間叫隔，公交車輛在路段的實際運(yùn)行時叫以及在路段運(yùn)行速度等數(shù)據(jù)。

（3）客流數(shù)據(jù)

上文的分析可知在計算線路以及線網(wǎng)的公交服務(wù)可靠性時需要以客流數(shù)據(jù)作為權(quán)重。因此，實際客流發(fā)數(shù)據(jù)在城市公交服務(wù)可靠性評價中起著重要作用。主要括在不同時段下各個線路在每個站點(diǎn)上、下車的人數(shù)。

第7章結(jié)論

7.1論文的主要工作

公共交通運(yùn)輸?shù)淖屧O(shè)發(fā)展將會隨廣城市的發(fā)展和時代的進(jìn)步逐漸走向史加重要的位置。公共交通優(yōu)先發(fā)展將作為當(dāng)今界城解決交通堵塞、節(jié)約能源、發(fā)展環(huán)保的主流。城市公共交通服務(wù)可靠性的提高，公交出行方式分擔(dān)率的保障，有助于提高城市公共交通服務(wù)水平。本文基于當(dāng)前對城市公共交通服務(wù)可靠性的研究現(xiàn)狀進(jìn)一步運(yùn)用可靠性理論，對城市公共交通服務(wù)可靠性的評價方法進(jìn)行研究，所做的主要工作和取得的成果如下：

（1）在全面分析公交服務(wù)可靠性理論研究歷程和可靠性評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本文研究背景提出公交服務(wù)靜態(tài)、實時以及預(yù)測可靠性的概念，分析其含義以及三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，從公交運(yùn)營的角度出發(fā)，選取公交運(yùn)行準(zhǔn)點(diǎn)性作為評價指標(biāo)，歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)掘以及預(yù)測數(shù)裾給出基于站點(diǎn)公交服務(wù)可靠性評價方法。分析公交站點(diǎn)、公交線路以及整個公交網(wǎng)絡(luò)的相互系，公交站點(diǎn)的基礎(chǔ)上，給出公交線路的靜態(tài)、實時和預(yù)測性評價方法以基于公交網(wǎng)絡(luò)的可靠性評價方法。

（2）結(jié)合算例，在分析公交服務(wù)可靠性評價數(shù)據(jù)需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計了12條公交線路作為調(diào)研方案，建立貴陽市公交服務(wù)可靠性信息數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用本文提出的靜態(tài)、實時以及預(yù)測公交服務(wù)可靠性評價方法，從公交線路、公交站點(diǎn)和公交網(wǎng)絡(luò)三個層次對貴陽市公交服務(wù)可靠性進(jìn)行分析，結(jié)果表明貴陽市公共交通服務(wù)靜態(tài)評價結(jié)果偏低，實時可靠性與靜態(tài)可靠性差異較大，根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)得到的可靠性值與實時可靠性數(shù)據(jù)相比較為準(zhǔn)確，可以作為公交實時調(diào)度的依據(jù)。
 

參考文獻(xiàn):

• [1] 安健,楊曉光,劉好德,滕靖,張棟.  基于乘客感知的公交服務(wù)可靠性測度模型[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2012(05)
• [2] 張凡,上官晨博,鄒吉聰,沈佳麟.  公共汽車交通服務(wù)水平評價系統(tǒng)[J]. 山西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(02)
• [3] 宋曉梅,于雷.  基于到達(dá)間隔可靠性的公交運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性研究[J]. 物流技術(shù). 2009(06)
• [4] 慈立坤,胡蒙達(dá).  上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營可靠性研究[J]. 城市軌道交通研究. 2009(05)
• [5] 于濱,蔣永雷,于博,楊忠振.  支持向量機(jī)在公交車輛運(yùn)行時間預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 大連海事大學(xué)學(xué)報. 2008(04)
• [6] 劉銳,嚴(yán)寶杰,黃志鵬,劉蕓欣.  可靠性理論在公交網(wǎng)絡(luò)分析中的應(yīng)用[J]. 公路交通科技. 2008(04)
• [7] 戴帥,姜華平,陳海泳,陳艷艷.  公共交通換乘時間可靠度研究[J]. 公路交通科技. 2007(09)
• [8] 戴帥,陳艷艷,魏中華.  復(fù)雜公交網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)可靠性分析[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2007(03)
• [9] 高潔,施其洲.  城市軌道網(wǎng)絡(luò)抗毀可靠性定義及評價指標(biāo)模型研究[J]. 鐵道學(xué)報. 2007(03)
• [10] 于濱,楊忠振,林劍藝.  應(yīng)用支持向量機(jī)預(yù)測公交車運(yùn)行時間[J]. 系統(tǒng)工程理論與實踐. 2007(04)