機(jī)場(chǎng)出租車乘車調(diào)度策略研究

王鈺婷 葉自強(qiáng)

（河池學(xué)院，廣西 河池 546300）

0 引言

近年來，我國(guó)的交通飛速發(fā)展，人們出行方式越來越追求快捷舒適，而機(jī)場(chǎng)是迎接乘客往來各地的一個(gè)重要場(chǎng)所，所以出租車上客區(qū)作為銜接機(jī)場(chǎng)交通和城市交通的重要部分，其整體服務(wù)水平慢慢地成為人們所討論的對(duì)象。

國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者針對(duì)出租車上客區(qū)的設(shè)置進(jìn)行了多種多樣的研究，孫健等人通過仿真實(shí)驗(yàn)得出泊位數(shù)量增加與通行能力增長(zhǎng)之間的關(guān)系，工作人員幫助攜帶大件行李的旅客上車，通行能力可提高15%左右[1]。另有北京工業(yè)大學(xué)魏中華等人利用費(fèi)用決策模型對(duì)多點(diǎn)并列式出租車排隊(duì)服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)臺(tái)數(shù)進(jìn)行了數(shù)量?jī)?yōu)化，認(rèn)為設(shè)置6個(gè)可同時(shí)供乘客上車的服務(wù)臺(tái)可達(dá)到乘客等待時(shí)間、車輛排隊(duì)時(shí)間以及服務(wù)臺(tái)的建設(shè)費(fèi)用最小的效果[2]。又有長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院譚倩等人通過在MATLAB上編程進(jìn)行仿真，得到上客點(diǎn)從1到6增加時(shí)，車道邊的通行能力增幅較大，超過6個(gè)上客點(diǎn)后，增幅較小，證明最佳上客點(diǎn)為6個(gè)，對(duì)應(yīng)通行能力為246輛/小時(shí)[3]。

黎冬平等在機(jī)場(chǎng)出租車上客區(qū)的服務(wù)水平模型[4]中，研究了評(píng)價(jià)機(jī)場(chǎng)出租車上客區(qū)的服務(wù)水平的關(guān)鍵因素，文中表明上客區(qū)的排隊(duì)時(shí)間、排隊(duì)距離都是影響上客區(qū)服務(wù)水平的顯著因素。馮寶等人研究了出租車上下客點(diǎn)規(guī)模的確定方法，為綜合交通樞紐陸側(cè)交通的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理等工作提供借鑒[5]。耿中波等人研究了出租車上客方案的比選問題，提出小時(shí)通行能力、對(duì)環(huán)境影響和旅客感知三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),并根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)備選方案做了綜合評(píng)價(jià)[6]。何勝學(xué)等人研究了基于路徑優(yōu)化模式的出租車合乘調(diào)度問題，大幅度減少對(duì)出租車的需求,出租車總的運(yùn)營(yíng)里程也明顯降低[7]。

這類研究著重考慮了乘客的等待服務(wù)時(shí)間、設(shè)施的設(shè)置成本等方面，而對(duì)只有兩條車道的限定條件下對(duì)效率、資源消耗等綜合考慮的較少。在乘客排隊(duì)區(qū)的上車口服務(wù)設(shè)施的布置形式方面，以往的研究多集中于機(jī)場(chǎng)的車道較多條的情況，對(duì)于限定只有兩條車道的情況考慮較少。

據(jù)此，本文將基于兩條泊車道的前提下對(duì)樞紐內(nèi)的出租車上客區(qū)的調(diào)度策略進(jìn)行了分析，并以南寧吳圩機(jī)場(chǎng)為例，對(duì)樞紐內(nèi)乘客排隊(duì)區(qū)的上車口的乘車服務(wù)情況進(jìn)行了分析，討論在南寧吳圩機(jī)場(chǎng)打車離場(chǎng)的高峰期間，同時(shí)設(shè)置幾個(gè)上車口能夠滿足在保證車輛和乘客安全的條件下，使得總的乘車效率最高。

1 問題分析

在某些時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)出租車進(jìn)行排隊(duì)等待載客和乘客排隊(duì)等待乘車的情況。當(dāng)機(jī)場(chǎng)“乘車區(qū)”有兩條并行車道的前提下，應(yīng)該如何設(shè)置“上車口”，并且合理的安排出租車以及乘客，在保證車輛和乘客安全的條件下，使得總的乘車效率最高。

在保證車輛和乘客安全的條件下使得總的乘車效率最高，是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵。在研究過程中，將機(jī)場(chǎng)內(nèi)出租車上客區(qū)的上車口進(jìn)行模擬演進(jìn)，不僅考慮了上客區(qū)的乘客排隊(duì)情況，還考慮了出租車在乘車道內(nèi)等待乘客上車的排列情況。采用模擬演進(jìn)方法，設(shè)立了五個(gè)模型，從模型一到模型五，在解決問題的過程中，一步一步地對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，在找到一個(gè)相對(duì)最優(yōu)模型的同時(shí)，以其為基礎(chǔ)推出往后推算，從而得到一個(gè)全局最優(yōu)模型。首先設(shè)置一個(gè)模型，針對(duì)安全系數(shù)問題找到一個(gè)最優(yōu)解，然后這個(gè)最優(yōu)解模型的基礎(chǔ)上，設(shè)立三個(gè)模型，解決擁堵問題的同時(shí)，找出最優(yōu)解。

2 模型建立與實(shí)驗(yàn)仿真

本文以南寧吳圩機(jī)場(chǎng)為研究對(duì)象，所研究的是一個(gè)雙車道同時(shí)發(fā)車的模式，乘車離場(chǎng)模型如圖1所示：出租車從蓄車池駛出后進(jìn)入雙車道泊車區(qū)，在工作人員指揮下依次在雙車道泊車區(qū)內(nèi)等待載客，乘客在乘客排隊(duì)區(qū)的通道內(nèi)排隊(duì)，在工作人員指揮下依次在上車口攜帶行李上車，泊車區(qū)車輛完成載客后依次沿著車道由駛離區(qū)駛出。

圖1 乘車離場(chǎng)模型

針對(duì)所研究的問題，分別建立五個(gè)模型：

1.1 模型一：針對(duì)安全系數(shù)問題

該模型是兩個(gè)車道的車輛交錯(cuò)停放。在車道二離駛離區(qū)最近的一側(cè)設(shè)置一個(gè)乘客上車口，乘客在乘客排隊(duì)區(qū)依次攜帶自己的行李物品排隊(duì)上車，每次可以有兩批乘客上車，第一批的乘客橫跨車道到車道一上車，第二批乘客直接在車道二上車。上車后，兩個(gè)車道的車輛同時(shí)離開，車輛離開后，后面的車輛方可上前。兩車道的車輛同時(shí)離開，車速的快慢或多或少都會(huì)引發(fā)安全問題，存在一定的危險(xiǎn)系數(shù)，若是把兩個(gè)乘車道的車輛由并行放置（乘客上車模型a）改為交叉放置（乘客上車模型b）的話，就可以減少并行存在的安全隱患，兩者載客離開所花費(fèi)的時(shí)間在理論上是相同的。在理想狀態(tài)下，假設(shè)一個(gè)乘客上車需要三分鐘，橫跨車道需要一分鐘，則在車道一上車的乘客需要花費(fèi)四分鐘上車，在車道二上車的乘客需要花費(fèi)三分鐘上車，在這個(gè)條件下，一個(gè)上車口的乘客在半小時(shí)內(nèi)能上車并離開共16批乘客，效率還是比較低的。在實(shí)際情況下，沒有人員合理的引導(dǎo)的話，會(huì)存在滯留車道，導(dǎo)致?lián)矶虑闆r的發(fā)生，使得車輛不能順利離開。乘客上車模型如下圖2、圖3所示，模型一乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1所示。

圖2 乘客上車模型a

圖3 乘客上車模型b

表1 模型一乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)

1.2 模型二：針對(duì)效率問題的解決

該模型是在模型一的前提下增設(shè)一個(gè)上車口，即在車道二靠近駛離區(qū)的一側(cè)設(shè)置兩個(gè)并列的上車口。

上車口一的乘客需要橫跨車道二到車道一進(jìn)行乘車，上車口二的乘客直接在車道二上車，兩個(gè)車道兩個(gè)上車口，同時(shí)需要人員引導(dǎo)乘車，減少一些突發(fā)事件帶來的風(fēng)險(xiǎn)。橫跨車道需要花費(fèi)一定的時(shí)間，在理想狀態(tài)下，假設(shè)橫跨乘車道需要花費(fèi)一分鐘，乘客上車包括放置行李物品在內(nèi)的時(shí)間需要三分鐘，在這個(gè)前提下，兩個(gè)上車口上車半小時(shí)內(nèi)能上車離開16批乘客，相比于模型一來說效率并未得到一定的提高，多設(shè)置一個(gè)上車口反而造成了物資人員的浪費(fèi)，由此可見此模型針對(duì)效率方面并未得到很好的解決，可得出將所有的上車口放在車道的同一側(cè)是不可取的。 乘客上車模型如下圖4所示，模型二乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)如表2所示。

圖4 乘客上車模型

表2 模型二乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)

1.3 模型三：針對(duì)安全系數(shù)問題的解決

這個(gè)模型是在模型二的前提下在雙車道泊車區(qū)的車道兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)上車口和乘客排隊(duì)區(qū)，這個(gè)模型避免了乘客橫跨車道存在的風(fēng)險(xiǎn)。

兩個(gè)上車口乘客可以同時(shí)上車，在理想狀態(tài)下，兩批人同時(shí)離開，假設(shè)一個(gè)乘客上車需要三分鐘，兩個(gè)上車口半小時(shí)內(nèi)能上車離場(chǎng)22批乘客，效率還是比模型二提高許多，擁堵問題得到一定的改善。在實(shí)際情況下，兩邊同時(shí)上車，在一定程度上解決了模型二產(chǎn)生的擁堵、資源浪費(fèi)以及安全系數(shù)的問題。乘客上車模型如下圖5所示，乘客上車時(shí)間點(diǎn)部分?jǐn)?shù)據(jù)如表3所示。

圖5 乘客上車模型

表3 模型三乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)

1.4 模型四：針對(duì)效率問題

這個(gè)模型是在模型三的前提下在泊車區(qū)車道的兩側(cè)各設(shè)置兩個(gè)上車口和一個(gè)乘客排隊(duì)區(qū)，車道前后兩輛車交叉離開，這個(gè)模型在一定程度上提高了乘客的上車速率。

四個(gè)上車口的乘客同時(shí)上車離開，即每次可以有四批乘客乘車離場(chǎng)，這個(gè)模型需要停在最前面的車輛離開后面的車輛才能離開，并且需要保持一定的車距。在理想狀態(tài)下，車輛停放的時(shí)候就有一定的安全車距，四批乘客同時(shí)上車，同時(shí)出發(fā)，在同一時(shí)間里，可以有四批乘客同時(shí)離開，在這個(gè)條件下，假設(shè)一批乘客上車需要三分鐘，四個(gè)上車口半小時(shí)內(nèi)能上車離開44批乘客。與模型三相比，相對(duì)來說效率是提高了許多的。乘客上車模型如下圖6所示，乘客上車時(shí)間點(diǎn)部分?jǐn)?shù)據(jù)如表4所示。

表4 模型四乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)

圖6 乘客上車模型

1.5 模型五：針對(duì)效率問題

這個(gè)模型是兩個(gè)車道的車輛交叉離開，在模型四的前提下在泊車區(qū)的車道兩側(cè)各設(shè)置三個(gè)上車口和一個(gè)乘客排隊(duì)區(qū)，車道前后兩輛車順序離開。

六個(gè)上車口的乘客上車離開，可以同時(shí)有六批乘客乘車，這個(gè)模型同模型四較為相似，都是需要停在最前面的車輛離開后面的車輛才能離開，并且需要保持一定的車距。在理想狀態(tài)下，車輛停放的時(shí)候就有一定的安全車距，六批乘客同時(shí)上車，同時(shí)出發(fā)，即在同一時(shí)間里，可以有六批乘客同時(shí)離開；在這個(gè)條件下，假設(shè)一個(gè)乘客上車需要三分鐘，六個(gè)上車口半小時(shí)內(nèi)能上車離開66批乘客。與模型四相比，效率顯著提高。乘客上車模型如圖7所示，乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)如表5所示。

圖7 乘客上車模型

表5 模型五乘客上車時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分?jǐn)?shù)據(jù)

根據(jù)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析的結(jié)果顯示：從模型一到模型五的乘車速率呈現(xiàn)一個(gè)上升的趨勢(shì)，當(dāng)上車口數(shù)量為一個(gè)的時(shí)候，半個(gè)小時(shí)載客同行能力為16；在前一個(gè)模型的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)上車口，通行能力在前一個(gè)模型的基礎(chǔ)上增加0和6，兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的差值，進(jìn)一步說明了同樣數(shù)量的上車口，設(shè)置不同的位置會(huì)產(chǎn)生不同的影響，所有上車口放置在同一側(cè)對(duì)效率的提高沒有產(chǎn)生大的影響，放置在泊車區(qū)的車道兩側(cè)效果最好，效率較高；增加兩個(gè)上車口，每半小時(shí)通行的出租車數(shù)量為44，增加了22，通行能力明顯增加。在前一個(gè)方案的基礎(chǔ)上再增加兩個(gè)上車口，數(shù)量等比例上升，但是效率提升的同時(shí)，又存在新的問題是乘客完全系數(shù)下降和消耗的人力物力資源增多，如乘客乘車安全系數(shù)下降、上車口占地的面積相應(yīng)增大、人力維護(hù)資源增加，等等，特別是建造六個(gè)上車口帶來的乘客問題突增，所需要消耗人力物力資源也遠(yuǎn)大于前面幾個(gè)上車口消耗的資源。并且一條車道三個(gè)上車口的乘客同時(shí)上車，假若第一個(gè)車輛的乘客在上車過程中遇到行李擺放問題或是其他突發(fā)問題，后面兩輛車以及后面的車輛也無法離開，人為疏導(dǎo)也會(huì)花費(fèi)時(shí)間。

綜上所述，設(shè)置四個(gè)供乘客乘坐出租車的上車口可使得乘客離場(chǎng)的效率最高，即模型四為最佳模型。

2 結(jié)論

本文以南寧吳圩機(jī)場(chǎng)的出租車上客區(qū)為研究對(duì)象，設(shè)置了五個(gè)不同的模型，并基于一系列的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，主要結(jié)論如下：

隨著上車口數(shù)量的增加，出租車乘車區(qū)的管理難度以及不安全因素也會(huì)增加，因此，本次模擬演進(jìn)實(shí)驗(yàn)表明：雙車道出租車上客區(qū)的最佳上車口數(shù)量為4個(gè)。以上分析結(jié)果可看出，除了上車口個(gè)數(shù)以外，影響通行能力的另一個(gè)重要因素是上客時(shí)間的不確定性。

研究中將機(jī)場(chǎng)內(nèi)的出租車乘客上車區(qū)的上車口系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)置，僅考慮了上車口設(shè)置的效率安全以及候客出租車停放情況，而現(xiàn)實(shí)中出租車乘客上車區(qū)乘客的排隊(duì)會(huì)存在一些問題。因此，希望在后續(xù)的研究中可以綜合考慮多個(gè)因素，如乘客的排隊(duì)情況、上車時(shí)間的不確定性等，在此基礎(chǔ)上對(duì)乘車調(diào)度策略進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高機(jī)場(chǎng)車租車乘客的離站效率。