公共汽车运行服务可靠性演变特征及其致因分析

Improving the quality of service is one of the most effectiveness way to increase the share of public transportation system, and among the attributes of service quality, the impact of service reliability on passengers’ travel behavior is most outstanding. At present, the measurement model of bus service reliability is mainly based on disaggregate models in the macro point of view, which cannot represent the sensitivity of the service reliability model to the service deviations. In this research, a consecutive decreasing model was proposed to measure the trip-level service reliability with the characteristic of its gradually decreasing towards to the increment of service deviations. Besides, the deterioration analysis of bus service unreliability problem is lack of the consideration of traffic conditions, which results in the unequal measurement of bus service reliability and ineffective optimization of dynamic operation control measures. Focusing on this problem, the evolution mechanism of characteristic parameters will be theoretical analyzed and that of bus running service reliability will be proved by the induction and deduction method to show the temporal and spatial fluctuation characteristics of bus running service reliability; finally, traffic condition factors will be introduced, with operation factors, in the deterioration analysis model to show the comprehensive effect of them on the evolution mechanism of bus running service reliability. All research results, from both the theoretical and practical point of view, will be of great value on the regularity standard of bus running service reliability and the optimal improvement of traffic conditions and operation control measures.

服务可靠性是制约乘客选择公共交通出行意愿的重要因素，然而当前关于服务可靠性的评价研究以宏观集计模型为主，不仅难以辨识具有不同服务偏差的班次之间服务可靠性的差异程度，而且缺乏对外部行驶环境因素的考虑，难以实现服务可靠性评价结果之间的客观对比评价。本项目将构筑面向运营班次的服务可靠性测度模型，揭示服务可靠性随着服务偏差增加而逐渐递减的特征规律；解析运行服务可靠性时空维度演变规律，刻画运营及运行环境因素与服务可靠性之间的作用关系，构建运行服务可靠性在系统内外部因素综合作用下的演变特征致因分析模型，并通过间接回归等方法量化系统内外部因素对运行服务可靠性的作用强度，揭示服务可靠性在系统内外部因素作用下的退化机理，弥补服务可靠性退化问题致因分析理论在量化分析行驶条件因素影响作用方面的不足。研究成果对于对比评价不同环境下服务可靠性差异程度、改善行驶条件、优化调度控制策略具有重要理论意义及应用价值。

自公共交通优先发展战略确立以来，城市公共交通系统的运输服务能力不断提升，系统主要矛盾由早期“运能不足”向当前“质量不高”转移。2020年12月22日，国务院新闻办公室发布《中国交通的可持续发展》白皮书，提出实现交通大国向交通强国迈进，要求运输服务从“走得了”到“走得好”。服务可靠性是服务质量的重要属性，也是当前城市公交系统的薄弱环节。本项目从提升公交服务可靠角度开展了如下研究工作：.（1）面向个体运营班次的服务可靠性测度方法。建立了指数型服务可靠性测度模型，它是关于服务偏差程度的连续函数，解决了当前集计统计模型在评价个体服务班次服务可靠性时遭遇的阈值邻近区域评价结果反转问题。.（2）公交服务可靠性退化机理。通过数值模拟手段分析了公交运行过程中环境参数以及扰动对于服务可靠性退化的影响，研究结果表明客流服务强度、线路长度对于服务可靠性退化有着显著影响，路段行程时间波动对于服务可靠性退化的影响最为显著，其次是发车间隔波动，最后是客流服务强度波动。.（3）公交服务可靠性演化机理。实证分析发现公交服务可靠性退化程度显著低于理论模型估计水平，导致这一现象的根源在于站点与路段服务偏差两个要素之间呈现出抵消效应，使得总服务偏差维持在一个合理范围内；如果二者之间表现出叠加效应，服务可靠性退化风险急剧上升。.（4）始发站点服务准点考核评价。对服务偏差传播过程进行了理论分析，建立了行程时间随机扰动条件下始发站点服务偏差沿公交线路传播的理论模型，基于服务可靠性退化程度，建立了始发站点服务准点的评价理论。.（5）公交运行状况评价。基于运行速度变化率曲线对公交运行状态进行划分，标定了各个状态的临界阈值，研究成果已运用于国家标准《城市公共汽电车运行状况评价规范》。.本项目成果可用于指导公交企业的运营调度管理实践、服务可靠性提升工程建设、服务可靠性评价标准规范的制定。