基于多元logit模型的常规公交准时可靠性分析论文_龚毅

(重庆交通大学交通运输学院,重庆 400074)

摘要:研究常规公交的准时可靠性,有利于缓解当前道路拥堵问题。为提高常规公交运行准时可靠性,首先概述了准时可靠性的理论,通过对常规公交的运行特征及微观分析,结合实际情况得到影响公交运行时间可靠性的主要因素。基于重庆市475公交线路客流量与运行时间的实地调查数据,建立多元logit准时可靠性模型并验证分析得到结果。预测结果表明:模型预测结果与实际调查结果误差较小,具有较高的准确度。结合常规公交存在的问题,提出优化建议。

关键词:交通运输工程;常规公交;多元logit模型;准时可靠性;优化建议

引言

随着社会经济的快速发展,居民的公交出行需求主要考虑的是该种交通的准点性、舒适性以及便捷性等。常规公交运行在开放式的交通系统中,会受到来自外界各种因素的干扰导致运营速度降低,准时可靠性变低,以至于国内公交出行分担率很低。目前,我国城市公交分担率远低于国际平均水平,数据显示新加坡、东京等地的公交分担率分别为63%和86%,而我国城市只有10%~30%,远低于60%的理想水平[1]。为大力发展公共交通,落实“公交优先”的政策,提高常规公交时间可靠性迫在眉睫。

近年来,国内外许多学者在时间可靠性方面展开了深入研究。Abdel-atyMA[2]研究可靠性对通勤者出发时刻选择的影响,没有对可靠性的概念进行深入的研究。KashiwadaniM[3]提出OD对间的交通在一定路网交通需求水平下和特定时间间隔内能够成功到达的概率。孙喜梅等[4]利用随机服务系统理论,给出了进入路段车辆数服从Poissno分布的实时动态公共交通站点间行程时间预测的基本模型和公式。朱翠翠[5]等应用数理统计中的分布函数,研究了乘客候车时间的可靠性。

国内有提出可靠性模型但是没有将模型应用到实际案例,有待验证模型的准确性。也有从经济方面对常规公交进行分析,提出可参考的理论但没有进行具体应用。另外在具体应用过程中,所选线路的时间段不完整,仅选择早高峰两天相关数据。因此,本文以重庆475线路常规公交为研究对象,研究常规公交在不同时段的准时可靠性,分析影响其准时可靠性的主要因素,建立多元logit模型并且对模型预测结果进行验证分析。

1常规公交准时可靠性影响因素分析

1.1内部因素分析

运营调度时刻表不合理,准点性太低,很多公司的公交时刻表都是全天统一制定。在实际运营过程中,应结合平峰期与高峰期分别制定合适的发车时刻表,减少乘客的候车时间,更多的满足乘客的需求。公交站点停靠站设计不合理,有部分站点仍然采用的是非港湾式公交站点,这导致公交在靠站时会因为周边的环境因素的影响不能及时的停靠,从而产生时间延误。信号灯交叉口延误,公交实际运营的交通系统是一个复杂的动态系统。公交在运营的过程中,会受到多方面的影响,公交可能会在交叉口多停留几个信号灯周期的时间,造成时间损失。线路站点设置不合理,公交运行在整条线路的过程中,道路的拥挤程度更多的取决该线路上的各个站点的设置是否合理。就重庆市而言,主要是其中几个站点商业区客流量很大,容易导致拥挤,特别是在早高峰时期。所以合理的规划各个站点的设置能够起到分散客流的作用。行车信息未全面公布,公交信息发布主要是指利用设置在各公交站点的LED信息显示屏告知等车的乘客该站点各公交线路的到站时间信息。

1.2外部因素分析

天气影响,当遇到雨雪等天气时,车辆的运行速度、视野受到影响,相应的都会影响公交的准点性。线路容量,影响车辆运行可靠性的一个关键因素则是该条线路的交通量,理想情况下能够承担的最大的客流量往往能够决定这条路的拥挤程度,交通量越大,那么其拥挤程度理论上相应的更小。客流量,在靠近商业区的站点客流量相对于其他站点来说其客流量较大,客流量的多少往往会决定着这一路段的拥挤度以及该站点的乘客上下车时间和停靠时间等。突发交通状况,在复杂的交通系统中,很容易产生交通事故造成道路的拥堵,这都会影响公交的运行可靠性。

2多元logit模型的建立

2.1重庆市475公交线路调查分析

根据常规公交可靠性影响因素分析,主要是对公交运行时间可靠性的研究即准点可靠性。选择475路公交运行时段、有无交叉口、客流量、停靠时间为主要影响因素,因此需要收集相关数据。

对某一正常工作日内的早、晚高峰分别进行车次调查,收集平峰时段的时间数据作为准点参照。此次以上行线路七公里→轨道大堰站为调查对象,选择475上行线路的几个关键站点为交通量调查点,调查时间为五个工作日内的7:00-19:00,根据换算系数计算整理得到平均日交通量。记录每个车到站停靠时间以及运行时间,路途经过的交叉口的个数以便模型参数的求解。

2.2多元logit模型的建立

通过对可靠性的分析,将公交运行时间可靠性根据车辆实际到站情况,划分为三类离散变量:早到、准点、晚到。参照平峰时间为准点,定义相邻站点间的行驶时间比理论运行时间快1min为早到,慢2min为晚到,即“早一晚二”。自变量选择交通量、有无信号灯交叉口、客流量、停靠时间,其中根据变量的性质,选取有无信号交叉口为定性变量,交通量、客流量和停靠时间为定量变量,由实际调查数据而得到。

采用多元logit模型,基本形式为:

(1)

假设被解释变量有三个类别,以最后一个类别为参照组,因为G3为参照组,所以G3=0,逆推可以得到各个分类的概率为:

(2)

将调查得到的2000份实际运行时间数据筛选再分类整理录入spss软件中,进行回归预测,以最后一个类别晚到为参考标准。每个自变量的显著性都符合检验,建立相关的多元logit模型,从而对每一辆常规公交进行估算,得到不同状态下的概率。

3模型预测结果验证分析

3.1调查结果

为了验证该模型的正确性我们随机选取早高峰、平峰、晚高峰时间段的任意三个班次作为检验对象。根据实地调查数据并结合数理统计方法,将某三个班次在不同时间段沿七公里、轨道六公里、四公里、海峡路、杨家坪、毛线沟的运行现状处理统计。在早高峰期间,交通量过大,造成路面拥堵,站间时间运行时间加长,导致公交到站晚点率偏高,准点率较低,尤其在海峡路和四公里这两个站点最为突出。在平峰期间公交的准点和早到的概率会相应的增大,表明交通量的变化会影响公交的运行时间可靠性。将杨家坪与毛线沟对比,公交在实际运行的过程中,在客流量相似的情况下,需要通过交叉口与不需要通过交叉口相比较其晚点的概率会增加。

3.2模型预测结果

通过现场实时调查数据,将所选的关键站点的信息分别带入模型公式(3)(4),计算得到每辆常规公交到达各个站点可靠性的概率。结果如下表2:

表2模型预测结果表

3.3调查结果与模型预测结果对比

为了验证调查结果与模型预测结果是否相符,根据表2绘制常规公交在不同时段不同站点的可靠性概率对比折线图。如图1所示,对比表明:调查结果与模型预测结果误差较小,多元logit模型预测精度较高,能较好的预测各个站点的到站情况。

图1不同时间段现状调查结果与模型预测结果图

综上所述,影响公交运行时间可靠性的因素主要包括交通量、客流量、有无信号灯交叉口、停靠时间。在不同时间段常规公交运行准时可靠性会随着交通量的增加而降低,交通量相比其他因素对可靠性的影响程度更大。无论是早高峰还是晚高峰,在多方面因素的影响下,公交的运行时间可靠性都会降低,而公交在实际运行过程中也会受到更多来自交通网络系统中无法估量的因素,每个因素都不是独立存在的,而是互相影响。

3.4优化措施

对于475线路,其根本影响因素在于路段交通流量和交叉口的设置,而且这两个因素可以通过人力改变。改善路面的拥堵状况和交叉口的设置是目前对公交线路最为有力的措施。

(1)优化行车时刻表。根据路面拥挤程度随时间的变化,分别优化475线路早晚高峰、平峰时期的行车时刻表,避免乘客等待太久而浪费时间,对路面的交通量达到一定的控制。

(2)在一些客流量集中的站点或者路面交通容易产生拥堵的路段交叉口前后设置公交专用通行道。

(3)信号灯优先控制,采用智能交通系统对普通公交安装感应装置。通过对公交专用道的感应让公交策划优先通过,提前从红灯变为绿灯,减少等待时间。

结论

通过多元logit模型参数验证,客流量、停靠时间、交通量、有无信号交叉路口等因素对常规公交的准时可靠性有影响。在早晚高峰期间的公交运行准时可靠性会随着交通量的增加而降低,交通量相比其他因素对可靠性的影响程度更大。

运用多元Logit模型进行回归预测常规公交的准时可靠性,该模型中计算结果与实际调查结果误差较小,该模型预测精度良好。

本文只是对475上行线路进行了调查和分析,所带入的影响因素仅选择了几个具有代表性的因素,有较强的针对性但也有不足,缺乏代表性,在以后的研究中需要我们不断的改进。

参考文献

[1]乐丹怡.城市公共交通分担率影响因素及提高措施[J].交通企业管理,2016,31(11):10-12.

[2]Abdel-atyMA.KitmauraRandJovnaisPEUsingstatedPerefrencedataforstudyingtheeffectofAdvancedtrafficinformationondriversroutechoice[J].TransportationResearchPartC.1997,5(1):39-50.

[3]Asakurak.KashiwadaniM.RoadNetworkreliabilitycausedbydailyFluctuationoftrafficflow.Proceedingsofthe19thPTRCSummerAnnualMeeting.Brighton.1991:73-80.

[4]孙喜梅,杨兆升.城市公共交通站点间实时动态行程时间预测的模型[J].吉林大学学报,2002,32(1):54-57.

[5]朱翠翠,许丽香.城市公交站点乘客候车时间可靠度分析[J].公路与汽运,2011(6):77-79.

论文作者:龚毅

论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月49期

论文发表时间:2019/11/1

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