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系統識別號 U0002-2002200918175100
中文論文名稱 地區公路汽車客運營運路網設計策略之研究
英文論文名稱 A Strategy for Rural Bus Route Network Design
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 運輸管理學系碩士班
系所名稱(英) Department of Transportation Management
學年度 97
學期 1
出版年 98
研究生中文姓名 彭億玟
研究生英文姓名 Yin-Wen Peng
學號 695660463
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2009-01-06
論文頁數 109頁
口試委員 指導教授-張勝雄
委員-林祥生
委員-邱裕鈞
中文關鍵字 地區公路汽車客運  路網設計策略  車輛排程問題 
英文關鍵字 Rural Bus  Network Design  Vehicle Routing Problem 
學科別分類 學科別社會科學管理學
中文摘要 由於政府服務虧損補貼數額不足,加以客運需求日益減少,部分地區之公路客運業者因不堪長期虧損,而提出部分偏遠服務路線於營運期限屆滿後不續營,而路線不續營將無法滿足受限搭乘者之民行需求。雖然,客運業者僅提出部分路線停駛的要求。但考慮偏遠地區服務的公平性與可能的路網密度經濟,仍應依其旅次起迄需求量,提出完整的路網設計方案。故本研究擬就供給面導向探討「如何在滿足現有路網中所有起迄需求量下,提供必要的營運路線」,並以最小業者總營運成本為路網設計策略目標,而後加入使用者總成本予以評估總系統成本之差異。
以路網設計課題而言,由於都市公車與地區性公路汽車客運之服務環境與需求特性之不同,其路線設計方式應有所差異;而與其他旅客運輸之基本營運方式與空間需求特性(少對多)分佈型態較為相似。故以相同抽象化模式-「車輛排程問題」為理論基礎,並以此構建直接路線模式,產生直接路網。
經實證分析高雄地區後,其直接路網之系統總成本雖可較現況路網節省23%之系統總成本,但因路網設計與其運量指派方式,容易使直接路網產生部分路線行駛相同區段(主路徑),使總行車公里數提升,進而影響路線乘載率等問題,故應仍有改善之空間。因此於直接路網完成後研擬「主路線減班」與「轉運路線」兩方案;而後藉由營運績效之比較可知,由於轉運路線方案所產生之懲罰成本造成使用者成本與現況路網有大幅差距。故整體比較而言,以「主路線減班」之改善方案較為適用,並可節省26%之系統總成本。
最後,透過直接路網之敏感度分析發現:不同車容量大小不會改變路網結構,但車容量愈小,產生的班次數愈多,其行駛里程較現況高,反增加業者與系統成本,因此變動參數中以30人/車之車容量較不適合於傳統客運路線服務;而單程路線長度限制之設計參數值變動時,其單程路線里程長度愈短,可服務之起迄對則愈少,且產生之路線數則愈多,路網結構因而有所變異,故成本結構亦有所變動。
英文摘要 Many rural bus services are forced to close due to insufficient subsidy. However,
the essential public transportation services are still expected to provide in rural area
especially for the incapable, elderly, and young people. The network of bus service
can affect the operation efficiency and cost. The objective of this study is to redesign
the rural bus route network in order to reduce the operation cost and release the
financial pressure of government subsidy.
The OD patterns and travel demand characteristics of passengers in rural areas
are analyzed in the study. The results show that most of the OD patterns of rural bus
service are few-to-many, which are similar to school and commuter buses services.
Then, the abstract model- Vehicle Routing Problem used in school bus services is
modified to be a fundamental model to design new rural bus network.
Kaohsiung County is chose to be an empirical study area. Several new bus
networks are designed according to the OD table and different operation constraints.
The results show that Bus Company can save more than 23% of total system cost due
to reduce the total bus kilometers. For low demand area, two services strategies, they
are ‘direct route with low frequency’ and ‘trunk-transfer route with high frequency’
are evaluated in the study. The penalty cost causes the direct service is better than
transfer service in rural bus services. Beside, the study finds that the bus with capacity
less than 30 seats per bus is not economical for conventional rural bus services.
論文目次 中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 X

第一章 緒論
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究範圍與假設 2
1.3 研究目的 3
1.4 研究流程 4

第二章 文獻回顧與評析
2.1 地區公路客運營運方式 7
2.2 ㄧ般旅客運輸之路線設計方法 7
2.2.1 都市公車之路線設計方法 8
2.2.2 其他旅客運輸路線設計方法 10
2.2.3 小結 12
2.3 車輛排程問題 (Vehicle Routing Problem,VRP) 14
2.3.1 一般車輛排程問題 14
2.3.2 車輛排程問題求解方法 15
2.4 營運績效評估 18
2.4.1 路線營運績效 18
2.4.2 路網營運績效 21
2.4.3 小結 24
2.5 文獻評析 24

第三章 問題描述與模式構建
3.1 問題描述與假設 26
3.2 地區性公路客運路網設計方法 27
3.3 直接路線模式構建 31
3.3.1 模式基本假設 35
3.3.2 數學模式 35
3.4 直接路網之改善 38
3.4.1 研擬方案 39
3.4.2 方案評估指標 42
3.5 小結 43

第四章 實證研究與分析
4.1 實證研究說明 45
4.1.1 路網結構 45
4.1.2 需求點縮減原則 45
4.2 實證結果與分析 49
4.2.1 路網設計結果 49
4.2.2 結果比較與分析 53
4.2.3 敏感度分析 62
4.3 小結 69

第五章 結論與建議
5.1 結論 75
5.2 建議 77

參考文獻 79

附錄一 路網需求點編碼 82
附錄二 路網節線距離(單位:公里) 83
附錄三 高雄地區直接路線資料 84
附錄四 方案一路線圖 86
附錄五 方案二路線圖 98

圖目錄
圖1.1 研究問題架構圖 2
圖1.2 地區性公路汽車客運服務分析流程 4
圖1.3 研究流程圖 6
圖2.1 高雄地區之空間起迄分布圖 13
圖3.1 地區性公路汽車客運之起迄分佈型態 26
圖3.2 直接路網設計流程 29
圖3.3 班次計算流程 30
圖3.4 業者總營運成本組成要項 32
圖3.5 乘客總旅行時間成本組成要項 34
圖3.6 直接路網改善方案 38
圖3.7 研擬方案概念 39
圖3.8 路線減班流程 40
圖3.9 轉運合併流程 42
圖4.1 需求點合併範例 46
圖4.2 需求點縮減合併程序 47
圖4.3 高雄地區起迄需求點分布圖 47
圖4.4 可行路網結構圖 48
圖4.5 高雄地區現況與直接路線彎繞情形 55
圖4.6 最大路線容量乘載率對班次數之影響 63
圖4.7 行駛速率對車內旅行時間之影響 65
圖4.8 路線長度限制對成本結構之影響 66
圖4.9 40公里之最大路線容量乘載率對班次數之影響 68
圖4.10 40公里之行駛速率對車內旅行時間之影響 69
圖4.11 最大路線容量乘載率對系統總成本之影響 72
圖4.12 行駛速率對系統總成本之影響 73
圖4.13 路線長度限制對系統成本之影響 73
圖4.14 直接路網營運績效之相互關係 74

表目錄
表2.1 路網規劃方法之比較 9
表2.2 公車路線設計方法之文獻比較 10
表2.3 其他旅客運輸路線規劃比較 12
表2.4 各類旅客運輸之特性比較 13
表2.5 VRP求解策略 17
表2.6 啟發式解二階段法 17
表2.7 路線營運績效相關文獻整理 18
表2.8 路網營運績效相關文獻整理 21
表3.1 變數、參數與集合彙整表 36
表3.2 車輛排程問題之特性比較 43
表4.1 使用車種之可容納人數 49
表4.2 基本參數設定值 50
表4.3 直接式路網結果 52
表4.4 高雄地區路網結構比較 53
表4.5 高雄地區區間路線佔完整路線之比例關係 54
表4.6 高雄地區直接路網與現況路網績效比較 56
表4.7 六組主路徑路線之減班結果 57
表4.8 高雄地區現況、直接路網、方案一績效結果 58
表4.9 高雄地區現況、直接路網、方案二績效結果 60
表4.10 改善方案之績效比較 61
表4.11 改善方案之優缺點比較 61
表4.12 車容量與最大路線容量乘載率之敏感度分析 63
表4.13 車容量與行駛速率之敏感度分析 64
表4.14 單程路線長度限制40公里之路網營運績效 66
表4.15 40公里之車容量與最大路線容量乘載率之敏感度分析 67
表4.16 40公里之車容量與行駛速率之敏感度分析 68
表4.17 現況、直接路網、方案績效結果 71
表4.18 敏感度分析比較結果 72
參考文獻 一、 中文部份
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