随着经济和社会的发展,城市扩张与超机动化给城市带来了交通拥堵、环境污染等一系列与交通相关的问题,为了缓解城市交通机动化的需求与各种资源短缺之间的矛盾,各地逐渐采用“疏”与“堵”相结合的措施,公共交通优先即为最重要的措施之一。但传统的公共交通方式服务品质较低,已无法满足人们越来越多样化、精细化、个性化的出行需求,面对这种状况,定制公交这种创新型需求响应式公共交通服务应运而生,并得以快速发展。定制公交旨在利用信息化手段为中长距离通勤乘客量身打造一种一站直达式高品质公共交通合乘服务,从而吸引更多的小汽车通勤者转向使用公共交通出行。但作为一种还在发展中的交通方式,目前缺少成熟完整的理论体系来支撑城市定制公交的可持续发展,尤其是潜在乘客挖掘和线路规划等方面的研究。基于此,本文在分析定制公交系统的基础上,重点针对城市定制公交的吸引力提升、潜在线路可开行性和线路设计等方面展开研究。主要的研究内容包括以下几个方面:(1)针对不同类型的通勤者构建了定制公交吸引力有序Logit模型,将乘客出行方式选择行为转化为以当前通勤方式为基础,面对定制公交的态度,进而做出不转移、不确定和转移的决策。通过开展RP/SP联合问卷调查,获取乘客的出行需求特征,并从五个方面属性进行分析。在此基础上,选取乘客个人属性、当前出行方式属性、定制公交服务相关属性和出行方式属性,利用STATA 15软件对模型进行验证,针对对转移决策影响较大的因素进行探索,并分析其边际效应。结果显示,一人一座和对定制公交的熟悉程度对定制公交吸引力的提升具有极大的促进作用,这为运营者定向提升定制公交吸引力提供了良好的发展思路。(2)利用乘客出行链进行OD小区划分,考虑到需求站点分布不均匀的特征,在DBSCAN算法的基础上,提出并引入站点隔离度(SI)概念,设计了邻域半径随站点疏离程度改变的SI-DBSCAN算法进行定制公交潜在OD小区划分。该方法可以避免按照统一邻域半径聚类时可能导致的部分小区覆盖面积过大或小区数量过多的情况,最终达到两者之间的平衡,为研究线路可开行性做准备。(3)通过分析定制公交线路的开行特征,制定了“出行流量-出行频率-出行长度(FFL)”顺序约束条件,在乘客出行链与交通小区划分的基础上,考虑时空特征,设计了ST-DBSCAN算法对出行链进行纵向和横向两次聚类,以满足出行流量与出行频率约束,又加入最短线路长度线性约束提取出潜在的定制公交线路。该内容是定制公交线路可开行性研究的核心,有助于运营者对具体方向的线路展开实际客流挖掘。(4)根据定制公交乘客出行需求的分布和定制公交线路设计动态调整特征,构建了能反映定制公交运营者与乘客两个主体之间相互作用关系的双层规划模型。其中上层模型从运营者的角度出发,以企业收益最大化、乘客总出行时间成本最小化和低服务率惩罚最小化为目标函数,下层模型从乘客自身角度出发,在定制公交和私家车之间选择广义出行成本最小的交通方式,模型用改进的遗传算法求解。(5)利用北京市公交IC卡数据识别定制公交潜在客流需求,完成刷卡数据与基础数据表的匹配,通过限定换乘时间阀值来识别乘客换乘行为,最终获取乘客出行链进行北京市定制公交潜在线路提取和设计实例。结果显示通过线路可开行性模型得到的潜在线路可以覆盖80%左右的已开通线路,并为早高峰“金顶街-定慧寺”方向设计了两条定制公交线路。